Назначение кпп устройство кпп: Коробка передач — устройство, назначение, виды

Содержание

Коробка передач - устройство, назначение, виды

Коробка передач или коробка переключения передач (КПП) – это один из важнейших агрегатов трансмиссии – наряду с карданным валом, сцеплением и задним ведущим мостом. Как составляющая трансмиссии КПП характерна для всех автомобилей ДВС.


Назначение и устройство

КПП предназначена для нескольких задач:
  • изменения крутящего момента,
  • изменения скорости,
  • коррекции направления движения автомобиля,
  • разъединения ДВС и трансмиссии и, напротив, их соединения (такая потребность актуальна при переключении передач, необходимости получения малых «ползучих» скоростей, кратковременной остановки транспортного средства),
  • блокировки гидротрансформатора (функция ценна для уменьшения потери полезной энергии «автомата» при передаче крутящего момента в ситуации, когда выравниваются обороты ведомой и ведущей турбин).
При этом одни КПП способны решать все эти задачи, а другие, как например, механическая, только базовые – изменение крутящего момента и скорости. Схема устройства зависит от вида КПП.

В корпусе устройства коробки передач с “механикой” объединены валы (2, 3 или более),  синхронизатор, шестерни, рычаг для переключения скоростей, проволочные кольца, подшипники, сальники.

Устройство АКПП (КПП с “автоматикой”) представляет собой узел, в который входят гидротрансформатор, планетарный ряд, фрикционы, тормозная лента, узел управления (насос + маслосборник + клапанная коробка).

В основе роботизированных коробок могут лежать как решения механического типа с электрической либо гидравлической системой управления сцеплением и передачами, так и автоматические коробки, оборудованные электрогидравлическим приводом сцепления.

На сцеплении, шестернях, валах и синхронизаторах остановимся более подробно.

Сцепление

Предназначено для передачи крутящего момента от маховика коленвала ДВС к первичному валу коробки передач.

Именно благодаря наличию сцепления двигатель на короткий промежуток времени можно аккуратно отсоединить от трансмиссии, а трансмиссию защитить от перегрузок.

Стандартная муфта сцепления большинства транспортных средств  с механической коробкой включает маховик, нажимной диск, ведомый диск, выжимной подшипник, привод, вилку и выключатель сцепления.

Один двигатель соединен с колёсами, другой — с ДВС. В момент, когда водитель отпускает педаль, диски прижимаются друг к другу и начинают совместное вращение.

Именно о классическом сцеплении как таковом чаще говорят при использовании механической коробки передач, а при езде с ДВС на АККП говорят о совмещенном решении сцепления и гидротрансформатора. Его непосредственная функция аналогична сцеплению. Но водителю не нужно совершать никаких рутинных действий и выжимать сцепление вручную. За него все будет делать сама КПП.

Что касается роботизированных решений типа DSG (с мехатроникой), то они располагают двумя сцеплениями. Наличие двух сцеплений ценно для повышения мощности транспортного средства, и при этом минимизации пробуксовок, оптимизации расхода топлива.

Ведь физически в момент переключения обороты двигателя при использовании двух сцеплений способны остаются на прежнем уровне.

На картинке ниже вы видите “поведение” сцепления в роботизированной коробке  DSG в момент после переключения на вторую передачу.

Шестерни и валы

Шестерни и валы –  главные «управляющие» крутящим моментом. Именно шестерни и валы помогают изменять передаточное отношение. Неотъемлемые элементы устройства всех механических КПП и некоторых АКПП (например, Honda).

Устройство механической коробки передач чаще всего сконструировано так, что оси валов находятся в параллельной плоскости. Сверху монтированы шестерни. 

Первичный или ведущий вал (ведвал) посредством корзины сцепления присоединен к маховику. Выступы способствуют продвижению второго диска сцепления и направления крутящего момента на промежуточный вал посредством шестерни.

Конец вторичного вала примыкает к подшипнику на хвостовике ведущего. Так как нет фиксированной связи, валы независимы, и нет препятствий для того, чтобы они вращались в разные стороны. Нет препятствий и для варьирования скоростей.

Устройство автоматической коробки передач вместо шестерён и валов предполагает планетарный редуктор. Вращаются шестерни и валы всегда как единое целое. Но конструктивно это могут быть как разные детали, так и неразборный узел.

Синхронизаторы

Синхронизаторы – неотъемлемый элемент КПП с шестернями – кроме решений со скользящими шестернями. Физически работа синхронизаторов обязана силе трения.

Функция синхронизаторов – выравнивание частоты вращения шестерен и валов, благодаря чему создаются все условия для плавного переключения скоростей. Благодаря синхронизаторам КПП меньше изнашивается и меньше шумит.

Синхронизаторы активно присутствуют у МКП и роботизированных КПП. У автомобилей с планетарными АКП альтернатива синхронизаторам – фрикционные управляющие элементы. Синхронизаторы состоят из муфты, блокировочных колец, стопорного кольца, пружины, шестерён.


Как работает стандартный синхронизатор?

  • Муфта подается в сторону шестерни.
  • Блокировочное кольцо муфты принимает на себя усилие.
  • Поверхности зубьев начинают взаимодействовать.
  • Блокировочное приобретает положение “на упор”.
  • Зубья муфты оказываются напротив зубьев блокировочного кольца.
  • Муфта оказывается в зацеплении с венцом на шестерне.
  • Муфта и шестерня блокируется.

Казалось бы шагов достаточно много, но все это происходит за доли секунд – в момент  включения водителем передачи.

Принцип работы механических коробок переключения передач

КПП с “механикой” во время работы задействуют различные комбинации зубчатых колес.

Принцип работы МКПП базируется на создании соединений между первичным и вторичным валом. Благодаря использованию шестерен с разным количеством зубьев трансмиссия подстраивается под условия на дороге, цели водителя.

При возрастании скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного величина крутящего момента от ДВС к колёсной базе уменьшается.

При уменьшении скорости вращения выходного вала МКПП по отношению к скорости вращения входного вала величина крутящего момента, от двигателя к ведущим колесам, наоборот увеличивается.

КПП различны по количеству ступеней. Каждая ступень имеет свое передаточное число. Оно представляет собой отношение зубьев количества зубьев ведомой шестерни по отношению к числу зубьев ведущей шестерни.

У пониженной передачи – наибольшее передаточное число, а у повышенной передачи, наоборот, наименьшее передаточное число.Чем ниже передаточные числа, тем быстрее транспортное средство способно разогнаться.

При изменении передаточных чисел и скорости транспортного средства  для кратковременного отключения коробки передач применяется сцепление.

В зависимости от конструкции КПП при этом могут быть двухвальные и трехвальные. И устройство, и процесс работы агрегатов несколько отличается.


2-х-вальная коробка передач: устройство и принцип работы

Двухвальные решения очень популярны на переднеприводных авто.
Конструкция включает следующие элементы:
  • картер – несущий элемент, корпус. К нему крепятся все остальные детали устройства. Он же защищает агрегат  от внешнего воздействия, а человека – от вращающихся деталей, а также выполняет функцию хранилища для масла.
  • валы – первичный и вторичный,
  • шестерни (в блоках), часть крепится к ведущему, часть к ведомому валу,
  • шлиц (соединяет ПВ и сцепление),
  • синхронизаторы.
Важно! Главная передача и дифференциал также находятся внутри картера, но механизм переключения передач вынесен за его пределы.

Рычаг переключения – в нейтральном положении: шестерни прокручиваются, крутящий момент от ДВС не передается к колёсам.

Рычаг перемещен – муфта синхронизатора также изменяет положение. Уравниваются угловые скорости соответствующего вала и шестерни. Крутящий момент передаётся с первичного вала на вторичный. От ДВС на ведущие колеса с заданным передаточным числом .передается крутящий момент.

Отдельно на картинке показан задний ход. Для него в КПП есть задняя передача. Для коррекции направления задействуется промежуточная шестерня. Она монтируется на отдельную ось.


3-вальная КПП: устройство и принцип работы

3-х вальные решения популярны у авто с задним приводом.

Устройство:

  • Картер.
  • Ведвал.
  • Ведомый вал. Находится на одной оси с ведущим.
  • Промежуточный вал. Монтирован параллельно первичному.
  • Шестерни. Блок шестерен ведомого вала свободно вращается на нем. Блоку шестерен промежуточного и ведвала обеспечена жесткая связь, а шестерни на ведомом валу свободно вращаются, четкой фиксации нет.
  • Синхронизаторы. Стоят  на всех передачах. Благодаря шлицу беспрепятственно перемещаются в продольном направлении.
  • Механизм переключения (рычаг + ползунки + блокатор). Монтирован на картере.

Система функционирует схоже с двухвальной, но за счёт наличия промежуточного вала возможностей больше. 

Первичный вал работает в тандеме со сцеплением и отвечает за передачу крутящего момента к промежуточному валу. Все детали находятся в зацеплении. Принципиальное отличие – меньше потерь на трение при первой передачи и возможность обеспечить зацепление сразу двух пар зубчатых колёс. Соответственно у решения более высокий КПД на первой передаче.

Виды коробок переключения передач

Рассматривая устройство и назначение КПП,невозможно было не упомянуть, что они бывают разных типов: механические, автоматические, роботизированные. Кроме того, существует ещё такая подгруппа устройств как вариаторы. Рассмотрим эти КПП более подробно. 

Механические КПП

“Механика” - это классика. Для работы с “механикой” нужны навыки, понимание, как выполнять выбор передаточных чисел, но при умении управлять в ручном режиме, водитель виртуозно может подстроиться под любые условия движения.

Главное при езде на механике научиться чувствовать, когда точно переключать передачи и как достигать нужную динамику.

Впрочем, умение работать с “механикой” – это не только безупречная езда, но ещё и продление службы эксплуатации самой КПП.

Один из неудобных моментов – требуется постоянно следить за тахометром. Но это важно. ДВС работает правильно, если параметры варьируются от 2,5 до 3,5 тысяч оборотов в минуту, если цифры другие, требуется переключить передачу.

Автоматические КПП


Подбор оптимального передаточного числа осуществляется не водителем, а автоматически - посредством модуля управления. Именно посредством электроники (модуля управления) легко контролировать скорость движения транспортного средства.

Наиболее популярны гидравлические “автоматы”. Крутящий момент у них передаётся с помощью турбин через рабочую жидкость.

Несмотря на то, что для машины с “автоматом” нужно больше топлива, чем с механикой и даже больше времени на разгон, всё чаще водители предпочитают именно “автоматы”. Ведь с ними гораздо удобней, чем с “механикой”.

Тем более, что современные АКПП адаптивны и могут беспрепятственно подстраиваться под абсолютно разные стили вождения. В том числе, спортивный.

Роботизированные вариаторы

Роботизированные (автоматизированные, полуавтоматические) КПП как агрегаты – это промежуточные вариант между “механикой” и “автоматом”.

Переключение может быть и ручным, и автоматическим, а вот управление устройством  осуществляется посредством переключателя, джойстика.

Полностью вручную (при любом режиме) нужно только нажимать рычаг переключателя. А вот дальше при выборе автоматического режима работа будет возложена на робота. В том числе, автоматически согласуются частота вращения звеньев и оборотов ДВС.

Вариатор

Отдельно можно выделить вариатор. Это изменяющаяся трансмиссия или бесступенчатая КПП. Изменение передаточного числа производится в заданном диапазоне.

Вариаторы позволяют достигнуть наивысшую топливную экономичность, ведь нагрузки в таких решениях идеально согласованы с оборотами коленвала.

Есть вариаторы, которые по своему устройству ближе к МКПП (с центробежным сцеплением), есть решения, которые ближе к АКПП (такое устройство включает гидротрансформатор).

Но, увы, любая конструкция не позволяет создать очень мощный вариатор. Поэтому на практике поставить вариатор получается только на легковые автомобили, всевозможную мототехнику (очень популярный вариант для скутеров), но не на большегрузный коммерческий транспорт (автобусы, грузовики), т.е. транспортные средства, которые как раз и “съедают” больше всего топлива.

 Исключение составляют только лёгкая коммунальная, сельскохозяйственная техника.

Плюсы и минусы


Тип коробки

Плюсы

Минусы
Механическая коробка
  • низкая стоимость (как устройства, так и ремонта),
  • хорошая динамика,
  • простой ремонт.
  • в "пробках" требуется регулярное переключение передач,
  • сложность в управлении.

Автоматическая коробка передач
  • не нужно думать, какую передачу выбрать,
  • простота разгона (нет крена авто назад),
  • защита ДВС от перегрева.
  • высокая стоимость агрегата,
  • высокий расход топлива,
  • высокая стоимость ремонта.

Роботизированная
  • можно выбрать ручной или автоматический режим работы,
  • топливная эффективность.
  • есть риски крена авто при разгоне,
  • возможны
  • рывки при переключении передач.
Вариатор
  • сниженная нагрузка на двигатель,
  • плавность езды.
  • высокая стоимость коробки и ее ремонта,
  • можно поставить только на маломощный двигатель.

Обратите внимание, в нашем курсе “Автомобильные основы” на базе LCMS ELECTUDE КПП уделяется огромное внимание. При этом доступны учебные материалы для обучающихся всех уровней:

  • базовый,
  • продвинутый,
  • специалист.
Огромное внимание уделяется не только теоретической части, но и оттачиванию навыков, выполнению сервисных операций.

Дополнительную информацию вы можете посмотреть непосредственно в модулях LCMS LCMS ELECTUDE - платформе для обучения автомехаников, автомехатроников, автодиагностов.

Коробка передач. Сравнение трансмиссий, плюсы и минусы

Что такое коробка передач (трансмиссия) и для чего она нужна.

                Коробка переключения передач является неотъемлемой частью любого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Назначение коробки передач - это передача и преобразование крутящего момента с двигателя на колеса, а так же осуществление отбора мощности на привода других агрегатов и дополнительного оборудования. Этот процесс позволяет обеспечить оптимальную силу тяги и скорость движения автомобиля, а так же движение задним ходом. Более того коробка помогает разъединять коленчатый вал двигателя от ведущих колес, что обеспечивает холостой ход автомобиля или его полную остановку.

Нужно отметить, что коробки передач получили распространение не только в транспортных средствах. Широко применяют коробки переключения в промышленных механизмах, станках на производстве.

С момента появления автомобилей на дорогах производители совершенствовали не только двигатели, но и коробки переключения передач. Развитие данного направления привело к появлению современных автомобилей с разными видами трансмиссий.

Виды трансмиссий

Более чем столетняя история развития автомобилестроения принесла в современный мир не только экологичные и мощные двигатели, но и усовершенствованные коробки переключения передач. На сегодняшний день на автомобили устанавливаются четыре основных типа коробок переключения передач:

1.       Механическая коробка переключения передач

2.       Автоматическая коробка переключения передач

3.       Роботизированная коробка переключения передач

4.       Вариативная (бесступенчатая) коробка переключения передач

Разберем подробнее каждый тип коробки.

Механическая коробка передач (Механика, МКПП)

                Особенность работы двигателя внутреннего сгорания в том, что рабочая мощность развивается только в небольшом диапазоне оборотов. По этой причине для изменения крутящего момента необходим дополнительный механизм.

История создания уходит более чем на сто лет назад, а изобретение принадлежит Карлу Бенцу. Конструктивно, устройство первой коробки было примитивным и крайне простым. Механизм коробки был реализован из пары шкивов разного диаметра, которые были расположены на ведущем валу, шкивы соединялись с валом двигателя при помощи ремня. В зависимости от условий движения ремень при помощи специально предусмотренного рычага переставлялся с одного шкива на другой. Это позволяло изменять крутящий момент, передающийся на ведущие колеса. Такой простой механизм нашел применение и в современном мире, передачи на велосипедах переключаются по тому же принципу.

Современные механические коробки значительно дальше шагнули от такого механизма. Конструктивно коробка состоит из набора шестерен, а изменение передаточного осуществляется путем введения шестерен в зацепление при помощи рычага.

Механические КПП могут оснащаться разным количеством ступеней. Самой популярной является пятиступенчатая коробка. В свою очередь коробки переключения передач механического типа подразделяются на двухвальные и трехвальные коробки.

Двухвальные механические коробки переключения передач устанавливаются на автомобили, оснащенные передним приводом. Трехвальные коробки переключения передач устанавливаются на легковые и грузовые автомобили, которые могут комплектоваться как передним так и задним приводом.

Плюсы МКПП:

·      Простая и надежная конструкция

·      Более легкое управление автомобилем в условиях бездорожья

·      Движение в экономичном режиме

·      Недорогое обслуживание

Минусы МКПП:

·      Неудобство управления в сложном городском режиме

Автоматические коробки передач (Автомат, АКПП)

Идея комфортного управления автомобилем родилась практически сразу с появлением самого автомобиля. Такой комфорт могло бы обеспечить автоматическое переключение передач. Но реализовать данную идею смогли не сразу. В серию, автомобили с автоматической коробкой переключения передач попали только в 1947 году, АКПП стали комплектовать автомобили фирмы Buick.

Хотя на самом деле серийные автоматические коробки переключения передач появились немного раньше. АКПП оснащались городские автобусы в Швеции еще в 1928 году.

Нужно отметить что, к появлению гидромеханической коробки передач привели три независимые линии разработок, позже которые были объединены в ее конструкции. В основу АКПП встал гидротрансформатор, изобретение профессора Феттингера, патент на который им был получен еще в 1903 году. Два других элемента - это планетарный редуктор и гидравлическая система управления.

Современная автоматическая коробка переключения передач, в отличие от классической механики, работает в иных условиях и по другому принципу, хоть и основное назначение неизменно.

Гидротрансформатор или преобразователь крутящего момента, включает в себя насос, турбину и статор. Все детали гидротрансформатора заключены в общем корпусе. Гидротрансформатор заполнен специальным маслом, насос создает внутри гидротрансформатора поток масла, который вращает колесо статора и турбину. Тем самым передавая крутящий момент с двигателя.

Планетарная передача состоит из нескольких шестерен (они называются планетарными или сателлитами), вращающихся вокруг центральной шестерни. Планетарные шестерни фиксируются вместе с помощью водила. Кроме этого, дополнительная внешняя кольцевая шестерня имеет внутреннее зацепление с планетарными шестернями. Сателлиты, закрепленные на водиле, вращаются вокруг центральной шестерни, внешняя шестерня – вокруг сателлитов. Передаточные отношения достигаются путем фиксации различных деталей относительно друг друга. Для получения большего диапазона передаточных чисел в современных коробках используется несколько планетарных передач.

Гидравлика работает в полном симбиозе с остальными частями АКПП и ее работу можно сравнить с кровеносной системой. Жидкость, используемая в качестве рабочей, помимо создания давления в системе, обладает так же набором полезных функций. Таких как смазывание, отвод тепла и очищение внутренностей АКПП от загрязнений.

Плюсы АКПП:

·         Комфорт и удобство управления

·         Способность менять передачи при полной мощности двигателя

·         Плавность хода во время переключения передач

·         Защита деталей двигателя от перегрузок при выборе неверной передачи

Минусы АКПП:

·      Стоимость и периодичность обслуживания

·      Больший расход топлива

·      Низкий КПД

·      Меньшая динамика автомобиля

Роботизированные коробки передач (Роботы)

Роботизированная коробка передач - это логическое продолжение развития механической коробки. Робот это не что иное, как механическая КПП, в которой выжим сцепления и переключение передач выполняют два сервопривода (актуатора), управляемые электронным блоком. По факту робот впитал в себя все положительные стороны механической кпп и удобство автомата.

Первый прототип робота появился в 1939 году, Адольф Кегресс создал трансмиссию с двойным сцеплением, но дальнейшее развитие этого перспективного изобретения остановилось на следующие 40 лет. Всему виной отсутствие финансирования проекта.

В серию роботизированные коробки передач попали очень нескоро, но обкатать технологию решились инженеры Porsche. Роботы внедрили на модели 956 и 962С, машины предназначались для кольцевых гонок. К сожалению, недоработка конструкции и значительный вес коробки не позволил технологии выйти за пределы трека.

Серийная роботизированная коробка появилась только в 2003 году. Отважилась на такой шаг компания Volkswagen, установив преселективную трансмиссию на спорт версию модели Golf 4 R32. Производителем коробки была компания BorgWarner. По сей день концерн VAG активно продвигает этот тип коробок на своих моделях.

Особенность такой коробки заключается в конструкции, а именно в наличии двух сцеплений. Принцип работы такой коробки состоит в том, что на одно сцепление завязаны четные передачи, а на второе нечетные. В процессе движения крутящий момент передается по одному сцеплению, т.е. диск сомкнут. В это же время диск второго сцепления разомкнут, но внутри самой коробки следующая передача уже сформирована и когда приходит время переключения, первый диск просто размыкается, а второй синхронно смыкается. Такая схема работы обеспечивает плавность переключения и отсутствие рывков.

В свою очередь, роботизированные коробки делятся на два типа:

·   С мокрым сцеплением - используют на автомобилях с мощным двигателем, крутящий момент которых превышает 350 Нм.

·   С сухим сцеплением – используют на автомобилях с маломощными двигателями до 250 Нм крутящего момента.

Плюсы Робота:

·         Плавность переключения и хода

·         Высокий КПД

·         Экономичный расход топлива

·         Высокая динамика

·         Возможность выбора режима работы трансмиссии

Минусы Робота:

·         Малая надежность, как самой конструкции, так и мехатроника

·         Стоимость обслуживания и ремонта

·         Чувствительность к тяжелым дорожным условиям

Вариаторные трансмиссии (Вариаторы)

Вариаторные трансмиссии (CVT) считаются прямыми последователями классических гидромеханических кпп. Есть устойчивое мнение, что за CVT – коробками будущее, опять таки, учитывая городскую эксплуатацию автомобилей. Особенный упор на трансмиссии CVT делают японские производители, такие как Nissan и Subaru. Первая вариаторная коробка серийно появилась на автомобиле марки DAF в 50-е годы XX-века. Этим автомобилем оказался не грузовик, как многие могли подумать, а маленький легковой автомобиль.

К сожалению, особой надежностью и длительным ресурсом конструкция не отличалась. Компания Volvo в свою очередь, долгие годы пыталась развить технологию, но все закончилось сворачиванием разработок. Неожиданное продолжение истории вариатора дала Япония.

Причиной возврата и доработки вариатора послужила необходимость адаптации автоматических коробок к условиям эксплуатации в режиме городских пробок. Работа переключений передач на АКПП напрямую завязана на обороты двигателя. Классический автомат в режиме городских пробок, на малом расстоянии и на малом ходу начинал переключать передачи с первую на вторую, когда этого совершенно не нужно. В другом случае, двигаясь «накатом», АКПП держала передачу, не уходя на пониженную, долгое время ожидая от водителя команды на разгон. Такое поведение коробки давало большую нагрузку на собственные узлы, что вело к увеличенному расходу топлива, повышенному износу и раннему выходу из строя. Все это привело к интенсивной доработке акпп, но результатом стал принципиально новый тип кпп – CVT.

Самое удивительное, что первый вариатор был придуман Леонардо да Винчи в 1490 году. На чертежах изобретателя можно увидеть схему из параллельных конусов и перекинутого между ними ремня, способного перемещаться поперек оси вращения конусов, что позволяло менять передаточное отношение пары.

Коробка типа CVT или Вариатор представляет собой бесступенчатую коробку передач. Основные детали коробки CVT - это гидротрансформатор и два раздвижных шкива, плюс, соединяющий их (шкивы) ремень. Сечение ремня имеет трапециедальную форму. Принцип работы заключается в следующем - сдвигающиеся половинки ведущего шкива выталкивают ремень наружу, что приводит к увеличению радиуса шкива, по которому работает ремень, это действие увеличивает передаточное отношение. Когда требуется снижение передаточного числа, ведомый шкив раздвигается, ремень перемещается на меньший радиус. Гидротрансформатор в этой конструкции обеспечивает трогание с места, после чего блокируется. Управление шкивами выполняет электроника.

Плюсы Вариатора:

·         Переключение передач происходит незаметно, без рывков

·         Экономичный расход топлива

·         Высокая динамика

Минусы Вариатора:

·         Несовместимость с мощными моторами

·         Стоимость обслуживания и ремонта

·         Большое количество датчиков влияющих на работу CVT

·         Чувствительность к тяжелым дорожным условиям, буксировке

Итог.

Мы рассмотрели основные виды коробок переключения передач. Определили главные минусы и плюсы каждого типа. Но дать однозначный ответ, какой агрегат будет лучше всех, невозможно. Каждый хорош в своем диапазоне задач, и выбор агрегата, которым будет оснащен автомобиль, учитывая диапазон задач, уже ложится на плечи конструкторов автомобиля и потребителя.


Механическая коробка переключения передач (МКПП): особенности и специфика устройства

Механическая коробка передач – один из важнейших узлов автомобиля, ее главная задача состоит в приеме, изменении и передаче крутящего момента от мотора на колеса. Если говорить простыми словами, она позволяет колесам авто вращаться с различной скоростью при одних и тех же оборотах двигателя.

У многих автомобилистов может возникнуть резонный вопрос, а для чего все-таки нужен этот механизм? Ведь скорость авто зависит от силы нажатия на акселератор, и, казалось бы, можно соединить мотор прямо с колесами. Но двигательные агрегаты работают в диапазоне 800-8000 оборотов в минуту. А при движении – в еще более узком диапазоне 1500-4000 об/мин. При слишком долгой работе на низких оборотах (менее 1500) двигатель быстро утратит работоспособность, поскольку давление масла будет недостаточным для смазки. А длительная работа на слишком высоких оборотах (свыше 4000) становится причиной быстрого износа комплектующих.

Рассмотрим, как коробка передач изменяет скорость авто:

  • двигатель в процессе работы вращает коленвал и приводной вал;
  • это движение передается на шестерни МКПП
  • шестерни начинают вращаться с разной скоростью;
  • водитель включает выбранную передачу;
  • на вал кардана и колеса передается заданная скорость вращения;
  • авто начинает ехать с требуемой скоростью.

Иными словами, коробка перемены передач призвана обеспечить выбор подходящего режима функциональности мотора в разных условиях на дороге — разгон, торможение, плавная езда и прочее. В «механике» процедура смены передач производится водителем в ручном режиме, без использования вспомогательных приспособлений.

Специфика работы МКПП

Возможности каждой машины с МКПП зависят от передаточного числа, т.е. от того, какое количество передач доступно для регулирования скоростных режимов транспортного средства. Современные авто обычно комплектуются пятиступенчатыми МКПП.

Механические коробки передач производятся уже свыше 100 лет, сегодня их конструкция доведена практически до идеала. Они надежны, экономичны в обслуживании, неприхотливы в эксплуатации и легко ремонтируются. Пожалуй, единственный их минус – необходимость самостоятельно переключать передачи.

Коробка переключения передач тесно взаимодействует со сцеплением. При смене передачи водитель должен выжимать педаль сцепления, чтобы синхронизировать работу двигателя и валов, регулирующих повышение/понижение скорости.

Когда водитель выжимает сцепление и начинает переключать передачу, начинают работать вилки переключения передач, которые перемещают муфты в нужном для переключения направлении. При этом сразу же срабатывает замок (блокировка), который исключает возможность одновременного включения сразу двух передач. Если бы устройство не было оборудовано замком, то периодически вилки переключения передач могли бы цеплять сразу две муфты.

После того, как вилка задела муфту, она передает ей необходимое направление. Зубцы муфты и размещенной рядом на валу шестерни передачи соприкасаются, из-за чего шестерня блокируется. После этого сразу же начинается совместное синхронизированное вращение на валу, МКПП передает это вращение в двигательный агрегат, от него — на карданный вал и далее — на сами колеса. Вся эта процедура занимает долю секунды.

В том же случае, если ни одна из шлицевых муфт не входит во взаимодействие с шестерней (т.е. не блокирует ее), то коробка находится в нейтральном состоянии. Соответственно, движение вперед невозможно, так как силовой агрегат и трансмиссия находятся в разобщенном состоянии.

Механическая коробка переключения передач обычно оборудована удобным для руки рычагом, который специалисты называют «селектором». Выжимая рычаг в определенном направлении, водитель выбирает повышение или понижение скорости. Традиционно селектор переключения передач устанавливается на самой коробке в салоне автомобилей, либо же сбоку.

Преимущества использования МКПП в России

Самым главным достоинством автомобилей с МКПП можно считать их стоимость, кроме того, «механика» не требует специального охлаждения, которым обычно оборудуются АКПП.

Каждый опытный водитель хорошо знает, что авто с МКПП более экономичны в потреблении топлива. Например, Peugeot 208 Active 1.6 бензин, механика (115 л.с), который имеется в наличии в ГК Favorit Motors, потребляет всего 5.2 литра горючего на 100 километров пути в городских условиях. Подобно этой марке, и другие модели транспортных средств с МКПП на сегодняшний день являются востребованными теми водителями, которые хотят экономить средства на покупку горючего без ущерба для режима эксплуатации автомобиля.

МКПП имеет простую конструкцию, благодаря чему диагностика неполадок может быть проведена без использования дорогостоящего оборудования. Да и сам ремонт потребует значительно меньших вложений от собственника автомобиля, чем в случае устранения неисправностей в коробке-автомат.

Еще одно достоинство «механики» - надежность и долговечность. Срок службы механической коробки передач обычно приравнивается к сроку службы самого автомобиля. Высокая надежность коробки становится одной из основных причин, почему автолюбители выбирают машины с МКПП. Однако специфика переключения передач потребует относительно частой замены механизмов сцепления, однако это не является слишком затратной процедурой.

В экстренных ситуациях на дороге у авто с МКПП имеется больше возможностей и техник (езда по грязи, льду, воде). Соответственно, даже неопытный водитель сможет справиться с управлением автомобилем в отсутствии ровного дорожного покрытия. При поломках транспортное средство с МКПП можно завести с разгона, также разрешается транспортировать машину на буксире без ограничений скорости перевозки.

У вас «сел» аккумулятор или вышел из строя стартер? Машину с «механикой» достаточно поставить на «нейтралку» и подтолкнуть, после чего включить третью передачу – и авто заведется! С «автоматом» такой фокус проделать не удастся.

Современные МКПП

Современные МКПП имеют разное число передач – от четырех до семи. Идеальной модификацией специалисты считают 5 и 6 передач, поскольку они обеспечивают оптимальное регулирование скорости автомобиля.

4-х ступенчатые коробки морально устарели, сегодня их можно встретить лишь на бу авто. Современные автомобили развивают высокие скорости движения, а «четырехступка» не предназначена для движения на скорости свыше 120 км/час. Поскольку здесь всего 4 передачи, то при движении с высокой скоростью приходится поддерживать высокие обороты, что ведет к преждевременному износу двигателя.

Семиступенчатая механика надежна и позволяет полностью контролировать динамику авто, но она требуется слишком часто переключать передачи, что может быть утомительным для водителя в условиях городской эксплуатации

Советы специалистов по эксплуатации МКПП

Как и любой другой сложный механизм транспортного средства, механическая коробка передач должна эксплуатироваться в строгом соблюдении правил завода-изготовителя машины. Выполнение этих простых правил, как показывает практика работы специалистов ГК Favorit Motors, способно замедлить износ деталей и сократить частоту поломок в агрегатах.

  • Переключение передач целесообразно выполнять в соответствии с рекомендациями производителей относительно разрешенной минимальной и максимальной скорости, предназначенной для каждой передачи. Помимо этого, производитель обычно приводит инструкции по экономичной эксплуатации транспортного средства. К примеру, для автомобиля Volkswagen Polo (двигатель 1.6, 110 л.с, 5МКПП) имеются рекомендации по экономичному расходу топлива: переключение на вторую передачу осуществлять на скорости 20 км/ч, на третью — при достижении 30 км/ч, на четвертую — при 40 км/ч и на пятую — при 50 км/ч.
  • Переключение на заднюю передачу (движение назад) должно производиться только при полной неподвижности автомобиля. Даже на малых скоростях переключение на заднюю передачу является недопустимым.
  • Выжимать педаль сцепления рекомендуется быстро, а отпускать — медленно и без рывков. Это позволяет уменьшить силу трения на выжимной подшипник и отсрочить необходимость ремонта.
  • При езде по скользкой дороге (гололед) нельзя бросать сцепление или ставить коробку передач на «нейтралку».
  • Не рекомендуется переключать передачи при крутых поворотах, это приводит к быстрому износу механизмов.
  • Любое транспортное средство нуждается в постоянном контроле количества масла в картере МКПП. Если по мере необходимости не доливать рабочую жидкость и не производить замену, то масло насыщается металлической пылью, что усиливает износ.
Подборка б/у автомобилей Volkswagen Polo

Как видите, продлить «жизнь» механической коробке вполне возможно. Для этого надо просто выполнять все рекомендации производителя, а при первых же сомнениях в качестве работы обращаться к специалистам ГК Favorit Motors.

Техцентры компании оснащены всем необходимым диагностическим оборудованием и узкопрофильными инструментами для диагностики неисправностей и ремонта МКПП. Для выполнения ремонтно-восстановительных работ специалисты ГК Favorit Motors используют технологии, рекомендованные производителем, и качественные сертифицированные запчасти.

Мастера автосервиса обладают многолетним опытом работы и специализированными знаниями, что позволяет им быстро диагностировать неисправности и провести любые разновидности ремонта механических коробок передач. Каждый специалист регулярно проходит переподготовку в учебных центрах заводов-изготовителей и получает сертификат на право ремонта и обслуживания определенной марки авто.

К услугам клиентов автосервиса Favorit Motors – удобный график работы, онлайн запись на обслуживание и ремонт, гибкая программа лояльности, гарантия на запчасти и все виды ремонта механической коробки передач. Все необходимые комплектующие и расходные материалы имеются на складе компании.

Цена ремонта МКПП зависит от типа поломки и объема требуемых ремонтно-восстановительных работ. Обратившись в ГК Favorit Motors, вы можете быть уверены, что работоспособность «механики» будет восстановлена в кратчайшие сроки, а стоимость услуг не скажется негативно на семейном или корпоративном бюджете.


назначение и типы коробок переключения передач в автомобиле

КПП — коробка переключения передач (КП, коробка передач) является  основным агрегатом в устройстве трансмиссии на различных видах ТС, а также других механизмах.

Если говорить об автомобилях, других видах наземного колесного транспорта и спецтехнике, основной задачей КП на транспортных средствах является передача крутящего момента от ДВС на ведущие колеса, а также изменение величины такого момента и частоты вращения колес.

Также коробка передач позволяет ТС двигаться задним ходом. Еще одной особенностью является возможность отключить (отсоединить) трансмиссию от двигателя, что позволяет силовой установке работать на холостом ходу, не передавая крутящий момент на ведущие колеса.

Содержание статьи

Для чего нужна коробка передач в автомобиле: назначение КПП

Итак, необходимость установки КПП продиктована тем, что двигатель внутреннего сгорания способен работать в ограниченном диапазоне оборотов. Такой диапазон составляет, в среднем, от минимальных 750 оборотов до 7.5-8 тыс. об/мин.

Если же говорить о скоростях, которые развивает ТС,  эти скорости напрямую зависят от частоты вращения ведущих колес. Как правило, колеса при эксплуатации раскручиваются от 50 до 1500 об/мин (когда сцепление полностью включено, нет пробуксовки колес и т.д.).

Становится понятно, что диапазоны вращения коленвала ДВС и самих колес никак не совместимы. Другими словами, не представляется возможным подобрать единое передаточное число, способное обеспечить весь диапазон скоростей вращения ведущих колес и при этом также эффективно использовать полный диапазон оборотов мотора.

Идем далее. Тяга, благодаря которой автомобиль приводится в движение, напрямую зависит от мощности двигателя и крутящего момента, который развивает ДВС. Под мощностью двигателя следует понимать полезную энергию, которую можно использовать для движения авто, а под крутящим моментом тяговую силу на колесах.

Получается, моментная и мощностная характеристики двигателя взаимосвязаны. При этом как динамика разгона и максимальная скорость, так и тяговые показатели напрямую зависят от числа оборотов коленвала.

Если обороты низкие, мощность двигателя не высока, так как максимум мощности агрегат развивает в верхнем диапазоне оборотов (ближе к максимальным). Что касается крутящего момента, этот показатель не так сильно зависит от числа оборотов, как мощность.

Однако и максимальная тяга достигается только тогда, когда двигатель выходит на обороты максимального крутящего момента. Обычно это средний диапазон рабочих оборотов, причем как для бензиновых, так и многих дизельных ДВС.

При этом чтобы машина тронулась с места и  начала ускоряться, двигателю нужно подать на колеса большую мощность, которая достигается только на высоких оборотах.  Опять же, скорость автомобиля при старте низкая, то есть «крутить» двигатель до оборотов максимальной мощности нецелесообразно.

Получается, необходимо сделать так, чтобы добиться наиболее эффективного использования мощности мотора как при низких оборотах на малой скорости, так и на высоких оборотах с малой скоростью, а также на высоких скоростях с низкой или высокой частотой оборотов коленвала.

Именно для реализации такой задачи используется трансмиссия. В частности, за преобразование крутящего момента от ДВС на колеса отвечает КПП. Это становится возможным благодаря тому, что передаточное число переменное, благодаря чему удается эффективно использовать соотношения между скоростью вращения коленвала и ведущих колес автомобиля.

С учетом различных особенностей и характеристик того или иного ТС, для разных КПП выполняется отдельный подбор передаточных чисел, количество самих ступеней (передач) и т.д.

Какие бывают коробки переключения передач на автомобилях

Применительно к автомобилям, КПП различаются на механические и автоматические, а также делятся на ступенчатые и бесступенчатые коробки передач. При этом основными отличиями можно считать саму конструкцию и способ передачи потока мощности.
  • Наибольшее распространение получили механические коробки передач (МКПП), в которых использованы зубчатые передачи. В таких КПП переключение является ручным, то есть водитель самостоятельно выбирает, а также включает/выключает передачу. Еще «механика» может быть выполнена с использованием в конструкции планетарных рядов (планетарная передача), однако на современных авто такие решения не используются. 
  • Гидромеханическиекоробки передач (АКПП) являются агрегатами, в которых механические передачи (планетарная передача) работают в паре с гидравлической передачей (ГДТ, гидротрансформатор, гидромуфта). При этом переключение передач происходит автоматически (коробка-автомат), то есть без участия водителя.

    Вариаторные коробки передач (CVT, вариатор) представляют собой бесступенчатую механическую фрикционную передачу. Данный тип КПП также является разновидностью автоматических трансмиссий.

  • Сравнительно недавно МКПП стали автоматизированными. Речь идет о роботизированных коробках передач (РКПП, коробка-робот), которые фактически являются механической коробкой, однако выбор и переключение передачи происходит автоматически.

Еще добавим, что многие автоматические и роботизированные, а также вариаторные коробки зачастую имеют возможность ручного управления, то есть водитель может самостоятельно понижать или повышать передачу. Например, автоматическая коробка Tiptronic (Типтроник) или роботизированная DSG, а также вариаторы с возможностью ручного переключения передач.

Читайте также

Устройство механической коробки передач автомобиля

Механическая трансмиссия автомобиля предназначена для изменения крутящего момента и передачи его от двигателя к колесам. Она отсоединяет двигатель от ведущих колес машины. Объясним для начинающих автолюбителей и чайников из чего состоит механическая коробка передач и как работает.

Из чего состоит

  • картера, первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями;
  • дополнительного вала и шестерни заднего хода;
  • синхронизаторов;
  • механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами и рычага переключения.

Схема работы: 1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения; 3 - механизм переключения; 4 - вторичный вал; 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер.

Картер

Содержит основные детали трансмиссии. Он крепится к картеру сцепления, который закреплен на двигателе. Т.к. при работе шестерни испытывают большие нагрузки, они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом.

Валы

Вращаются в подшипниках, установленных в картере. Они имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы

Необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения

Служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона авто. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает их от самопроизвольного выключения.

Требования к коробке передач

  • высокий КПД
  • легкость управления и безударное переключение и бесшумность работы
  • невозможность включения одновременно двух передач или заднего хода при движении вперед
  • надежное удержание передач во включенном положении
  • простоту конструкции и небольшую стоимость, малые размеры и массу, удобство обслуживания и ремонта
Чтобы удовлетворить первое требование, необходимо правильно выбрать число ступеней и их передаточные числа. При увеличении числа ступеней обеспечивается лучший режим работы двигателя с точки зрения динамичности и экономии топлива. Но усложняется конструкция, возрастают габаритные размеры, масса трансмиссии. Передачи переключают с помощью подвижных шестерен, зубчатых муфт, синхронизаторов, фрикционных или электромагнитных устройств. Для безударного переключения устанавливают синхронизаторы, которые усложняют конструкцию, а также увеличивают размеры и массу трансмиссии. Поэтому наибольшее распространение получили те, в которых высшие передачи переключают синхронизаторами, а низшие — зубчатыми муфтами.

Как работают шестерни

Разберемся на примере как происходит изменение величины крутящего момента (числа оборотов) на различных передачах.

а) Передаточное отношение одной пары шестерен.

Возьмем две шестерни и сосчитаем число зубьев. Первая шестеренка имеет 20 зубьев, а вторая 40. Значит при двух оборотах первой шестерни, вторая сделает только один оборот (передаточное число равно 2).

б) Передаточное отношение двух шестерен.

На рисунке б) у первой шестерни («А») 20 зубьев, у второй («Б») 40, у третьей («В») - 20, у четвертой («Г») - 40. Дальше простая арифметика.

Первичный вал и шестерня «А» вращаются со скоростью 2000 об/мин. Шестерня «Б» вращается в 2 раза медленнее, т.е. она имеет 1000 об/мин, а т.к. шестерни «Б» и «В» закреплены на одном валу, то и третья шестеренка делает 1000 об/мин. Тогда шестерня «Г» будет вращаться еще в 2 раза медленнее - 500 об/мин. От двигателя на первичный вал приходит - 2000 об/мин, а выходит - 500 об/мин. На промежуточном валу в это время - 1000 об/мин.

В данном примере передаточное число первой пары шестерен равно двум, второй пары шестерен тоже - двум. Общее передаточное число схемы 2х2=4. Т.е. в 4 раза уменьшается число оборотов на вторичном валу, по сравнению с первичным. А если выведем из зацепления шестерни «В» и «Г», то вторичный вал вращаться не будет. Прекращается передача крутящего момента на ведущие колеса авто, что соответствует нейтральной передаче.


Задняя передача, т.е. вращение вторичного вала в другую сторону, обеспечивается дополнительным, четвертым валом с шестерней заднего хода. Дополнительный вал необходим, чтобы получилось нечетное число пар шестерен, тогда крутящий момент меняет направление:

Схема передачи крутящего момента при включении задней передачи: 1 - первичный вал; 2 - шестерня первичного вала; 3 - промежуточный вал; 4 - шестерня и вал передачи заднего хода; 5 - вторичный вал.

Передаточные числа

Поскольку в «коробке» имеется большой набор шестерен, то вводя в зацепление различные пары, имеем возможность менять общее передаточное отношение. Давайте посмотрим на передаточные числа:
ПередачиВАЗ 2105ВАЗ 2109
I3,67 3,636
II2,101,95
III1,361,357
IV1,00 0,941
V0,82 0,784
R(Задний ход) 3,53 3,53

Такие числа получаются, в результате деления количества зубьев одной шестерни на число зубьев второй и далее по цепочке. Если передаточное число равно единице (1,00), то значит, что вторичный вал вращается с той же угловой скоростью, как первичный. Передачу, на которой скорость вращения валов уравнена, называют – прямой. Как правило, это - четвертая. Пятая (или высшая) имеет передаточное число меньше единицы. Она нужна для езды по трассе с минимальными оборотами двигателя. Первая и передача заднего хода - самые «сильные». Двигателю не трудно крутить колеса, но машина движется медленно. А при движении в гору на «шустрых» пятой и четвертой передачах мотору не хватает сил. Поэтому приходится переключаться на более низкие, но «сильные» передачи.

Первая передача необходима для начала движения, чтобы двигатель смог сдвинуть с места тяжелую машину. Далее, увеличив скорость и сделав некоторый запас инерции, можете переключиться на вторую передачу, более «слабую», но более «быструю», затем на третью и так далее. Обычный режим движения – на четвертой (в городе) или пятой (на трассе) - они самые скоростные и экономичные.

Какие бывают неисправности

Обычно появляются в результате грубой работы с рычагом переключения. Если водитель постоянно «дергает» рычаг, переводит его из одной передачи в другую быстрым, резким движением - это приведёт к поломке. При таком обращении с рычагом, обязательно выйдут из строя механизм переключения или синхронизаторы.
Рычаг переключения переводится спокойным плавным движением, с микропаузами в нейтральной позиции, чтобы сработали синхронизаторы, оберегающие шестерни от поломок. При грамотном обращении и периодической замене масла в «коробке», трансмиссия не сломается до конца срока службы.

Шум при работе, зависящий в основном от типа установленных шестерен, значительно уменьшается при замене прямозубых шестерен косозубыми. Правильная работа также зависит от обслуживания в срок.

Устройство, принцип работы и ремонт коробки переключения передач (КПП) МТЗ-80 - Agrovesti.net

Одной из важнейших частей трактора МТЗ-80/82 и других агрегатов является коробка переключение передач (КПП). Она предназначена для выполнения передвижения на разных скоростях и разной тяговой мoщности.

Также КПП предназначается для работы заднего хода и бокового вала отбора мощностей. В КПП МТЗ-80 имеется 9 ступeней привода в переднюю и 2 ступени в заднюю сторону. Таким образом, КПП МТЗ 80 имеет возможность переключать 18 скоростей при направлении движения вперед и 4 скорости зaднего хода. В то же время существует возможность поставить ходоуменьшитель в КПП для достижения меньшей скорости движения, нежели при стандартной КПП.

Устройство коробки передач МТЗ 80 не совсем можно назвать простым. В корпусе коробки на одной оси находятся первичный и вторичный вал. Парaллельно первичному и вторичному валу вместе с валом пeрвой передачи и заднего хода устроен промежуточный вал. Первичный вал крепится двумя подшипникaми, один из которых находится в стакане корпуса КПП. Вторым подшипником пeрвичный вал крепится к вторичному через переднюю крайнюю часть последнего.

На шлицы первичного вала присоединены ведущие шестерни III, IV и V передачи. Также на шлицы первичного вала прикреплен понижaющий редуктор через ведомую шестерню.

Промежуточная шестерня регулирует понижение передачи. Данная запчасть сцепляeтся с ведомой шестерней и со скользящей шeстерней III передачи.

Промежуточный вал КПП МТЗ 80

Промежуточный вал КПП вращается на втулке и шaрикоподшипниках. Втулка в свою очередь крепится к главной шестерне II ступени редуктора (она установлена на двух роликовых подшипниках). За шестерней находятся кулачки для заднего синхрoнного вала отбора мощности. Над главной шестерней находится крыльчатка. Ее функция заключается в смазывании шестеренки главной передачи и дифференциала КПП.

При помощи шлицов ведущая шестерня глaвной передачи и ведомая шестерня второй ступeни редуктора одеваются с помощью гайки на вторичный вал коробки передач МТЗ 80.

Редуктор и коробка передач трактора МТЗ 80

При включении любой ступени редуктора задействован блок шестерен. В зависимости, какая ступень редуктора включена, движение трактора осуществляется на опрeделенной скорости. Первая ступень КПП переключает I, II, III, IV и V передачи и также регулирует скорость на заднем ходу. Вторая же ступень предоставляет возможность осуществлять все остальные передачи.

Неисправности и ремонт коробки передач МТЗ 80

Состоянию КПП трактора МТЗ 80 стоит уделять должное внимание. Со временем даже самые надежные детали могут прийти в непригодность, и настанет час, когда их нужно будет заменить.

Если вам слышен шум и стук при работе КПП, шестеренки сами по себе могут выключаться, либо же зубчатые муфты и шестерены выключаются довольно туго при переключении передачи, но вам стоит заняться ремонтом коробки передач. Чаще всего неисправность возникает из-за дефектов вилок переключения, фиксаторов, подшипников, валов коробки. Есть доля вероятности, что причина в зацеплении шестерен.

Если вам слышно скрежетание шестерен при перeключении передачи, то у трактора износились диски аппaрата управления сцепления. Также возможно неправильно отрегулировано сцeпление шестерней.

В то же время, если после такого осмотра, регулировки, замены деталей скрежет не прошел, возможно проблема с аппаратом управления тормозками. Необходимо отрегулировать пружину механизма. Ее длина в сжaтом состоянии не должна быть больше 32 мм.

Могут возникать и другие неисправности. К примеру, если заметен свобoдный ход переключaтеля ступеней понижaющего редуктора, то причина в износе вилки.

Шум при работе КПП МТЗ 80 также может наблюдаться из-за сломавшихся подшипников. Они могут зaклиниваться или быть вообще разрушенными.

Одним из вариантов стука при переключeнии передач может быть то, что стерлись некоторые зубцы шестерене КПП МТЗ 80. Необходимо проверить их состояние и заменить порченные детали.

Как работает роботизированная коробка передач — ДРАЙВ

Чтобы ответить на этот вопрос, придётся вспомнить устройство обычной механической коробки передач. Основу классической «механики» составляют два вала — первичный (ведущий) и вторичный (ведомый). На первичный вал через механизм сцепления передаётся крутящий момент от двигателя. Со вторичного вала преобразованный момент идёт на ведущие колёса. И на первичный, и на вторичный валы посажены шестерни, попарно находящиеся в зацеплении. Но на первичном шестерни закреплены жёстко, а на вторичном — свободно вращаются. В положении «нейтраль» все вторичные шестерни прокручиваются на валу свободно, то есть крутящий момент на колёса не поступает.

Перед включением передачи водитель выжимает сцепление, отсоединяя первичный вал от двигателя. Затем рычагом КПП через систему тяг на вторичном валу перемещаются специальные устройства — синхронизаторы. При подведении муфта синхронизатора жёстко блокирует на валу вторичную шестерню нужной передачи. После включения сцепления крутящий момент с заданным коэффициентом начинает передаваться на вторичный вал, а от него — на главную передачу и колёса. Для сокращения общей длины коробки вторичный вал часто делят на два, распределяя ведомые шестерни между ними.

Упрощённая схема работы 5-ступенчатой механической коробки передач.

Принцип действия роботизированных коробок передач абсолютно тот же. Единственное отличие в том, что смыканием/размыканием сцепления и выбором передач в «роботе» занимаются сервоприводы — актуаторы. Чаще всего это шаговый электромотор с редуктором и исполнительным механизмом. Но встречаются и гидравлические актуаторы.

Роботизированная КПП SensoDrive применяется на автомобилях марки Citroen.

Управляет актуаторами электронный блок. По команде на переключение первый сервопривод выжимает сцепление, второй перемещает синхронизаторы, включая нужную передачу. Затем первый плавно отпускает сцепление. Таким образом, педаль сцепления в салоне больше не нужна — при поступлении команды электроника всё сделает сама. В автоматическом режиме команда на смену передачи поступает от компьютера, учитывающего скорость движения, обороты двигателя, данные ESP, ABS и других систем. А в ручном — приказ на переключение отдаёт водитель при помощи селектора КПП или подрулевых лепестков.

Фирма Ricardo на примере «робота» Easytronic от модели Opel Corsa предложила заменить раздельные актуаторы для сцепления и выбора передачи одиночным электромагнитным актуатором. Благодаря этому уменьшились размеры и масса агрегата. И самое главное — механизм выбора передачи стал работать в восемь раз быстрее, а общий период разрыва потока мощности сократился до 0,35 с. Вверху — серийный Easytronic, внизу — рисунок разработки Ricardo.

Проблема «робота» — отсутствие обратной связи по сцеплению. Человек чувствует момент смыкания дисков и может переключить скорость быстро и плавно. А электроника вынуждена перестраховываться: чтобы избежать рывков и сохранить сцепление, «робот» надолго разрывает поток мощности от двигателя к колёсам во время переключения. Получаются дискомфортные провалы на разгоне. Единственный способ достичь комфорта при переключениях — сократить их время. А это, увы, означает рост цены всей конструкции.

Пионером массового использования преселективных коробок стал концерн Volkswagen, использующий DSG (S tronic у Audi) как на переднеприводных, так и на полноприводных моделях с продольно и поперечно установленными двигателями. Аббревиатура DSG (Direct Shift Gearbox — коробка прямого включения) стала нарицательным для коробок с двумя сцеплениями — хотя на самом деле это просто товарный знак.

Революционным решением стала появившаяся в начале 80-х трансмиссия с двумя сцеплениями DCT (dual clutch transmission). Рассмотрим её работу на примере 6-ступенчатой коробки DSG концерна Volkswagen. У коробки два вторичных вала с расположенными на них ведомыми шестернями и синхронизаторами — как у шестиступенчатой «механики» Гольфа. Фокус в том, что первичных валов тоже два: они вставлены друг в друга по принципу матрёшки. Каждый из валов соединяется с двигателем через отдельное многодисковое сцепление. На внешнем первичном валу закреплены шестерни второй, четвёртой и шестой передач, на внутреннем — первой, третьей, пятой и заднего хода. Допустим, автомобиль начинает разгон с места. Включается первая передача (муфта блокирует ведомую шестерню первой передачи). Замыкается первое сцепление, и крутящий момент через внутренний первичный вал передаётся на колёса. Поехали! Но одновременно с включением первой передачи умная электроника прогнозирует последующее включение второй — и блокирует её вторичную шестерню. Именно поэтому такие коробки ещё называют преселективными. Таким образом, включены две передачи сразу, но заклинивания не происходит, — ведущая шестерня второй передачи находится на внешнем валу, сцепление которого пока разомкнуто.

Состояние DSG при движении на первой передаче. Муфтами блокированы шестерни 1-й и 2-й передач.

Когда машина достаточно разгонится и компьютер решит повысить передачу, размыкается первое сцепление и одновременно замыкается второе. Крутящий момент теперь идёт через внешний первичный вал и пару второй передачи. На внутреннем валу уже выбрана третья. При замедлении те же операции происходят в обратном порядке. Переход происходит практически без разрыва потока мощности и с фантастической скоростью. Серийная коробка Гольфа переключается за восемь миллисекунд. Сравните со 150 мс на Ferrari Enzo!

Состояние DSG после переключения на 2-ю передачу. 3-я передача ожидает своей очереди.

Коробки с двойным сцеплением экономичнее и быстрее традиционных механических, а также более комфортны, чем «автоматы». Главный их недостаток — высокая цена. Вторую проблему — неспособность передавать большой крутящий момент — решили с появлением DSG фирмы Ricardo на 1000-сильном купе Bugatti Veyron. Но пока удел большинства суперкаров — «роботы». Хотя, например, коробка Ferrari 599 GTB Fiorano — не чета опелевскому Изитронику: время переключения у суперробота исчисляется десятками миллисекунд.

Роботизированная коробка AMG Speedshift, устанавливаемая на новейший SL 63 AMG, представляет собой модифицированный мерседесовский «автомат» 7G-Tronic. Только крутящий момент вместо тяжёлого и инертного гидротрансформатора передаёт одинарное многодисковое «мокрое» сцепление. Благодаря применению сложных электрогидравлических актуаторов время переключения составляет 0,1 с.

Сегодня коробки DCT есть не только у Фольксвагена, но и у компаний BMW, Ford, Mitsubishi и FIAT. Преселективные коробки признали даже инженеры Porsche, которые используют в своих машинах только проверенные технологии. Аналитики прогнозируют, что в будущем наиболее распространёнными трансмиссиями станут DCT и вариаторы. А дни третьей педали, похоже, сочтены — скоро она исчезнет даже из самых драйверских спорткаров. Человечество выбирает то, что удобнее.

Коробка передач

- обзор | Темы ScienceDirect

11.3.3 Редукторы

Редукторы или также обычно называемые редукторами или закрытыми редукторами скорости используются во многих электромеханических приводных системах, как показано на фотографиях на рис. 11.14. Коробки передач, по сути, представляют собой несколько открытых зубчатых передач, содержащихся в корпусе. Корпус поддерживает подшипники и валы, удерживает смазку и защищает компоненты от воздействия окружающей среды. На рис. 11.14b показаны червячные редукторы с роликовыми затворами Lock и Dam 4, а также примыкающие к ним шестеренчатые ведущие шестерни.Десикантный сапун также показан в верхней части коробки передач.

Рис. 11.14. Цилиндрический редуктор для привода косых ворот (a) и червячный редуктор для привода роликовых ворот (b) (USACE).

Редукторы доступны в широком диапазоне грузоподъемности и передаточных чисел. Коробка передач предназначена для увеличения или уменьшения скорости. В результате выходной крутящий момент будет обратной функцией скорости. Если закрытый привод представляет собой редуктор скорости (выходная скорость меньше входной скорости), выходной крутящий момент будет увеличиваться; если привод увеличивает скорость, выходной крутящий момент уменьшается.Для подавляющего большинства приводов ворот скорость снижается и, следовательно, увеличивается крутящий момент. Таким образом, редукторы обычно называют редукторами для приводов ворот. К факторам выбора зубчатого привода относятся: ориентация вала, передаточное отношение, тип конструкции, характер нагрузки, номинальная мощность редуктора, окружающая среда, монтажное положение, диапазон рабочих температур и смазка. Цилиндрические редукторы и червячные редукторы относятся к наиболее распространенным типам электромеханических приводов (рис. 11.14).

Коробка передач, изображенная на рис.11.14а - четырехступенчатый редуктор (четыре набора шестерен), прямой угловой и косозубый привод. Прямой угол означает, что в этом случае двигатель передает крутящий момент на коробку передач горизонтально, а выходной вал коробки передач - вертикально. Коробка передач используется в нескольких системах привода косых затворов USACE в Верхней Миссисипи, как показано на рис. 5.48b. Коробка передач имеет общий редуктор 406: 1. Коробка передач в сочетании с ведущей шестерней и секторной шестерней, описанной в разделе 11.3.2, обеспечивает общее понижение (путем умножения каждого понижения) для системы привода угловой заслонки следующим образом:

Редуктор открытой передачи = 6.85: 1

Редуктор коробки передач = 406: 1

(11,6) TotalDriveReduction = 6,85 × 406 = 2781: 1

Эта система более подробно обсуждается и анализируется в Разделе 5.4.2. Такая конструкция обеспечивает необходимое усилие для перемещения угловой заслонки во всем диапазоне ее хода с ожидаемым коэффициентом безопасности 5 против нормальной нагрузки. Понижение высокого привода 2781: 1, очевидно, не является чем-то необычным. Напомним из Раздела 3.11, что шестерни голландских ворот с козырьком на Рейне обеспечивают общее снижение привода 50 300: 1.Зубчатая муфта соединяет выходной вал с валом ведущей шестерни и передает крутящий момент. Редукторы увеличивают крутящий момент приводной системы. Это видно из сравнения размеров входного и выходного валов. Входной вал в этом случае составляет 57 мм, а выходной вал - 222 мм. Были проблемы со центровкой и связанные с ними отказы зубчатой ​​муфты, которые обсуждаются далее в Разделе 11.3.14. Это пример проблем, возникающих при неправильном первоначальном выравнивании и установке электромеханических приводов.Коробка передач имеет общий КПД 94% и использует насос с приводом от вала для циркуляции масла. Масляный насос запускается до включения коробки передач, чтобы обеспечить адекватную смазку шестерен. Это типично для многих редукторов, используемых для электромеханических приводов. Смазка разбрызгиванием также является обычным явлением. Обратите внимание, что на рис. 11.14a концевой выключатель кулачка приводится в движение с верхней части коробки передач. Этот концевой выключатель обеспечивает управление положением для системы привода и более подробно обсуждается в разделе 11.3.17.

Редукторы в проектах с гидравлическими затворами сталкиваются с некоторыми уникальными проблемами, обусловленными множеством факторов.Это включает в себя экстремальные экологические условия, включая высокие и низкие температуры, нечастое использование, а также коррозию и разрушение смазочных материалов, вызванную водой. На навигационных шлюзах коробки передач могут быть погружены в воду во время паводков. На фотографии на рис. 11.15 показан Шлюз 20 на реке Миссисипи, затопленный во время наводнения, включая приводные механизмы и все приводные редукторы. В условиях затопления также может попасть значительный мусор, который может повредить приводное оборудование.

Рис. 11.15. Заблокируйте кран водопропускной трубы 20 и механизм затвора под углом, затопленный во время наводнения (USACE).

Использование редукторов - надежный и проверенный метод передачи энергии в приводах ворот. Устойчивость к коррозии, долговечность смазочного материала и подходящие смазочные свойства в широком диапазоне температур имеют первостепенное значение. В США редукторы производятся в соответствии с применимыми стандартами Американской ассоциации производителей шестерен (AGMA). Применимые стандарты включают AGMA 2001, AGMA 2003, AGMA 6013, AGMA 6113 и AGMA 9005, Refs. [17,18,20–22]. Подавляющее большинство приводов ворот используют снижение скорости.Это означает высокоскоростной вход и низкоскоростной выход, а также низкий входной крутящий момент и высокий выходной крутящий момент. Скорость и крутящий момент обратно пропорциональны друг другу. Редукторы следует выбирать на основе опубликованных изготовителями номинальных значений, включая эксплуатационные факторы, для требуемых условий эксплуатации. Редукторы электромеханических приводов почти всегда изготавливаются по индивидуальному заказу с учетом требуемых приводных нагрузок и требуемой ориентации привода. Валы нестандартного диаметра и длины доступны у большинства основных производителей редукторов.Коробки передач должны быть оснащены подшипниками качения, а любые радиальные нагрузки на валы коробки передач должны быть минимизированы или устранены, если доступное пространство сильно не ограничено. Вот некоторые типичные требуемые конструктивные факторы для редукторов:

КПД

Коэффициент обслуживания

Рейтинг долговечности

Рейтинг прочности

Фактор ресурса

Фактор надежности

Фактор применения

Входная скорость и крутящий момент

Выходная скорость и крутящий момент

Диаметры входного и выходного валов

Для коробок передач стандарт AASHTO [2] снова является одним из конструктивных соображений.AASHTO требует, чтобы редукторы определялись на основе крутящего момента в предельном состоянии при эксплуатационном коэффициенте AGMA 1,0 и выдерживали крутящий момент в предельном состоянии перегрузки, не превышая 75% предела текучести любого компонента. Подшипники закрытого редуктора должны быть роликового типа и иметь срок службы L-10 40 000 часов. Требования к качеству передач - AGMA Class 9 или выше и люфт в соответствии со стандартами AGMA. Требования USACE [1] аналогичны и указывают на срок службы L-10 75 000 часов для подшипников с коэффициентом службы 1.0.

Хотя коэффициент обслуживания 1,0 часто используется и отмечается в различных руководствах по проектированию, его следует корректировать в зависимости от фактических условий эксплуатации. Фактор обслуживания объединяет такие переменные, как внешняя нагрузка, требуемая надежность и общий срок службы редуктора. Опубликованные коэффициенты обслуживания также часто являются минимумом, рекомендуемым для конкретного приложения. Приложения, которые связаны с тяжелыми или ударными нагрузками, могут потребовать более высокого коэффициента обслуживания.

Смазка имеет решающее значение для правильного функционирования коробки передач, и эта тема более подробно обсуждается в Разделе 11.6.8. Смазка используется в коробках передач для контроля трения и износа между зубьями шестерен, а также для рассеивания тепла. Все редукторы выделяют тепло за счет трения, и чем менее эффективен редуктор, тем больше тепла выделяется. Если температура окружающей среды опускается ниже нормальных показателей смазочного материала (температуры потери текучести), в кожухе редуктора может быть установлен нагреватель с термостатическим управлением. Однако эти нагреватели должны иметь наименьшую возможную мощность, чтобы масло не перегревалось и не «готовилось».Синтетические смазочные материалы часто являются приемлемой альтернативой маслам, поскольку они могут обеспечить лучшие характеристики при низких и высоких температурах. Отдельная система подачи смазочного масла, которая распыляет все шестерни и смазанные подшипники перед запуском и во время работы, часто используется для редукторов, которые работают нечасто, запускаются в условиях нагрузки или будут помещены на длительное хранение. Скопление воды и конденсация внутри коробок передач представляют собой серьезную проблему для коробок передач во многих приложениях привода ворот, включая большинство коробок передач в США.Это просто потому, что эти коробки передач часто находятся на улице и подвергаются воздействию погодных условий. Наводнение - еще одна серьезная проблема на многих сайтах блокировки. Отверстия для отвода воды, осушающие сапуны и водоразделительная фильтрация - это некоторые из различных методов, которые можно использовать для уменьшения проникновения воды. Сапун - это заглушка с отверстием, установленная в корпусе редуктора для обеспечения потока воздуха и сброса внутреннего давления, как показано на верхней части редуктора на рис. 11.14b. Соединительные порты для переносной фильтрации на коробке передач также помогают при обычной фильтрации масла и удалении влаги.Это обычно делается на многих сайтах блокировки USACE. Постоянно установленная система фильтрации петли почек также успешно использовалась USACE. Эта система обеспечивает непрерывную фильтрацию трансмиссионного масла.

Еще одно соображение - это сама температура масла. Когда масло в коробке передач нагревается и охлаждается, оно расширяется и сжимается, позволяя влажному внешнему воздуху попадать в коробку передач через сапун. Чтобы ограничить проникновение влаги, необходимо использовать одноразовый влагопоглотитель подходящего размера.Десикантный сапун должен быть спроектирован и установлен правильно, а также должен быть заменен, когда адсорбент насыщен. Сапун, показанный на рис. 11.14b, является осушителем. Воздействие на коробку передач на открытом воздухе влажности и солнечного света также приведет к попаданию воды в масло редуктора. Изготовленные защитные покрытия или крыши иногда используются, чтобы ограничить прямое воздействие солнечного света и элементов. Существуют также системы, в которых вместо осушающего сапуна используется закрытый баллон. Когда воздух в коробке передач расширяется и сжимается, мочевой пузырь также расширяется и сжимается.По сути, это замкнутая система, изолированная от атмосферы.

Как и открытые зубчатые колеса, косозубые зубчатые колеса работают с меньшим шумом и вибрацией, чем цилиндрические зубчатые колеса, и являются одними из наиболее распространенных типов зубчатых колес, используемых в редукторах для электромеханических приводов. В любой момент нагрузка на косозубые шестерни распределяется на несколько зубцов, что снижает трение и износ. Цилиндрические редукторы имеют один из самых высоких КПД до 98% в некоторых случаях. Из-за их углового среза зацепление зубьев приводит к осевым нагрузкам вдоль вала шестерни.Это действие требует, чтобы упорные подшипники поглощали осевую нагрузку и поддерживали соосность шестерен. Цилиндрические шестерни способны передавать высокий крутящий момент. Цилиндрические шестерни обычно работают с валами, параллельными друг другу. Два наиболее распространенных типа - это концентрический (входной и выходной валы расположены на одной линии) и параллельный вал (входной и выходной валы смещены). Одноступенчатые редукторы с косозубой шестерней обычно используются для передаточных чисел примерно до 8: 1. Там, где требуются более низкие скорости и более высокие передаточные числа (больший крутящий момент), возможны двойные, тройные и четверные передачи.Как отмечалось ранее, косозубая коробка передач, показанная на рис. 11.14a, дает четырехступенчатую передачу.

Червячные передачи используются, когда требуются большие редукторы в ограниченном пространстве и требуется очень высокая механическая мощность. Их можно адаптировать к приложениям, где требуется высокая ударная нагрузка. Червячный редуктор, показанный на рис. 11.14b, является оригинальным редуктором для механизма роликовых ворот на замке и плотине 4, также показанным на рис. 11.5, и был установлен в 1935 году. Входной редуктор составляет 685 об / мин, а выходной - 10 об / мин для 68 .5: 1 уменьшение. Все 94 привода роликовых ворот на шлюзах и плотинах реки Верхняя Миссисипи используют один и тот же базовый червячный редуктор с некоторыми небольшими отклонениями от объекта к объекту. При червячном приводе с одинарным редуктором червячная передача перемещается только на один зуб на каждые 360 градусов поворота червяка. Более высокие передаточные числа можно получить, используя двойные и трехкратные передаточные числа. Червячные передачи обычно имеют редукции от 20: 1 до 300: 1. Червячные редукторы также могут сильно нагреваться внутри редуктора и являются одними из наименее эффективных редукторов.Поэтому требуемая вязкость смазочного материала намного выше, чем для косозубого редуктора. Многие червячные передачи (не все) обладают тем свойством, которого нет у других зубчатых колес, так как они могут быть самоблокирующимися. Червяк может легко повернуть шестерню, но шестерня не может повернуть червяк. Эта функция самоблокировки обычно применима для червячных передач с углом упора менее 5 градусов. Это связано с тем, что угол на червяке настолько мал, что, когда шестерня пытается его вращать, трение между шестерней и червяком удерживает червяк на месте.Функция самоблокировки червячного редуктора никогда не должна использоваться для замены тормоза в системе привода.

Работа червячной передачи аналогична винтовой. Относительное движение между этими шестернями является скорее скользящим, чем качением, и требует более высокой вязкости смазки. Равномерное распределение давления на зубья этих шестерен позволяет использовать металлы с изначально низкими коэффициентами трения, такие как бронзовые колесные шестерни с червячными передачами из закаленной стали. Еще одно существенное отличие от косозубых шестерен заключается в том, что червячные передачи обычно изготавливаются из разнородных материалов, что снижает вероятность истирания и снижает трение.Присадки для противозадирных присадок в смазке обычно не требуются для червячных передач и могут фактически повредить бронзовую червячную передачу. Червячные передачи также имеют более низкую пусковую эффективность, поэтому для червячных передач требуются двигатели с высоким пусковым моментом. КПД червячных передач обычно составляет от 50% до 90% в зависимости от величины редукции.

Конические шестерни используются для передачи движения между валами с пересекающимися осевыми линиями. Существует четыре основных типа конических зубчатых колес, и все они создают как осевые, так и радиальные нагрузки в дополнение к касательным нагрузкам на опорные подшипники.Самая простая коническая передача - это прямая коническая передача. Угол пересечения обычно составляет 90 градусов, но может достигать 180 градусов. Когда сопряженные шестерни равны по размеру, а валы расположены под углом 90 градусов друг к другу, они называются угловыми шестернями. Зубья конических зубчатых колес можно также обрезать криволинейно для получения спирально-конических зубчатых колес, которые обеспечивают более плавную и тихую работу, чем конические зубчатые колеса с прямой резкой.

Помимо самих шестерен, внутри коробки передач есть много других компонентов.Следует также обратить внимание на подшипники, уплотнения и другое вспомогательное оборудование, такое как насосы и любые теплообменники. Смазка коробки передач имеет решающее значение для правильной работы всего этого оборудования. В большинстве закрытых редукторов используется одна смазка для шестерен, подшипников, уплотнений, насосов и т. Д. Поэтому выбор правильной смазки для системы зубчатого привода включает в себя удовлетворение потребностей в смазке не только шестерен, но и всех других связанных компонентов системы. Между корпусом редуктора и входным и выходным валами используются уплотнения для удержания масла и блокировки грязи и загрязнений.Уплотнения могут препятствовать проникновению воды в коробку передач, если она погружена во время затопления. Наиболее часто используемый тип, радиальное манжетное уплотнение, состоит из металлического корпуса, который входит в отверстие корпуса, и эластомерной уплотнительной кромки, которая прижимается к валу.

6 типов промышленных редукторов и их наиболее типичные области применения

6 типов промышленных редукторов и их наиболее типичные области применения

Дата: 30 октября 2017 г.

Промышленный редуктор - это закрытая система, которая передает механическую энергию на выходное устройство.Коробки передач могут изменять свою скорость, крутящий момент и другие атрибуты для преобразования энергии в пригодный для использования формат. Коробки передач используются в самых разных устройствах для самых разных целей. Эти машины могут снижать скорость вращения для увеличения крутящего момента и скорости. Следующее объяснит некоторые из различных типов промышленных редукторов и то, как они обычно используются.

Цилиндрическая коробка передач

Цилиндрический редуктор маломощный и компактный. Это оборудование используется в широком спектре промышленных применений, но, как правило, в тяжелых условиях эксплуатации.Цилиндрический редуктор популярен при строительстве пластмасс, цемента, резины и других тяжелых промышленных объектов. Он используется в дробилках, экструдерах, охладителях и конвейерах, которые относятся к маломощным приложениям.

Цилиндрический редуктор уникален тем, что он закреплен под углом, который во время движения позволяет большему количеству зубьев взаимодействовать в одном направлении. Это обеспечивает постоянный контакт в течение определенного периода времени. Цилиндрические редукторы экструдеров используются в тех случаях, когда необходимо увеличить жесткость на кручение и для работы с низким уровнем шума.Редукторы для экструзии используются в пластмассовой промышленности и в машинах, требующих высокой механической мощности.

Коаксиально-спиральный рядный

Коаксиально-цилиндрический редуктор идеально подходит для тяжелых условий эксплуатации. Коаксиальные спиральные ряды отличаются своим качеством и эффективностью. Они производятся с высокой степенью спецификаций, что позволяет максимально увеличить передаточные отношения нагрузки и передачи.

Редуктор конический цилиндрический

Важнейшей особенностью редуктора этого типа является изогнутый набор зубцов, расположенных на конической поверхности рядом с ободом агрегата.Конический цилиндрический редуктор используется для обеспечения вращательного движения между непараллельными валами. Обычно они используются в карьерах, в горнодобывающей промышленности и на конвейерах.

Редуктор косозубый, конический

Конический цилиндрический редуктор с косоугольным приводом отличается жесткой монолитной конструкцией, что позволяет использовать его при высоких нагрузках и в других областях применения. Эти промышленные редукторы обладают механическими преимуществами, если они установлены на правильный выходной вал двигателя. Их можно легко настроить в зависимости от количества зубьев и шестерен.Поэтому обычно можно найти подходящий для себя.

Редукторы червячные

Редукторы

с червячным редуктором используются для работы в тяжелых условиях. Червячные редукторы используются, когда есть необходимость в повышенном снижении скорости между непересекающимися пересекающимися осевыми валами. В промышленных редукторах этого типа используется червячное колесо большого диаметра. Червяк или винт входит в зацепление с зубьями на периферии редуктора. Вращающееся движение червяка заставляет колесо двигаться аналогичным образом из-за винтового движения.Большинство этих промышленных редукторов используются в тяжелой промышленности, такой как производство удобрений, химикатов и минералов.

Планетарная коробка передач

Планетарный редуктор идеален благодаря своей выносливости, точности и отличной функциональности, а также отличается высокой точностью. Этот тип редуктора увеличивает срок службы вашего оборудования и оптимизирует его производительность. Планетарные редукторы бывают сплошного типа с полым корпусом или с различными вариантами монтажа, включая фланец, вал или опору.

Для получения дополнительной информации о промышленных редукторах

В Amarillo Gear Service мы работаем с нашими клиентами, чтобы их промышленные редукторы оставались работоспособными в течение предполагаемого срока службы. Мы гарантируем, что каждое оборудование, которое мы ремонтируем и модернизируем, оставляет наши помещения почти в новом состоянии. Если мы обнаруживаем потенциальные причины поломки на этапе ремонта, мы немедленно уведомляем клиентов. В результате многие из наших промышленных редукторов работают лучше после возврата и менее подвержены повреждениям или дальнейшим проблемам.

Amarillo Gear Service - это подразделение Amarillo Gear Company, которое непрерывно работает с 1917 года. Если вам нужен недорогой и качественный ремонт или обновление коробки передач, обратитесь к специалистам Amarillo Gear Service в Амарилло, штат Техас. Вы можете позвонить нам по телефону (806) 622-1273 или связаться с нами по электронной почте, чтобы получить дополнительную информацию о наших услугах по ремонту коробок передач Amarillo Gear ™ и Marley ™. Мы будем рады рассказать вам больше о регионах, которые мы обслуживаем, и о качестве изготовления, которое мы можем предложить для ремонта или продления вашего привода.

Руководство по выбору редукторов и редукторов

: типы, характеристики, применение

Редукторы и редукторы, также называемые редукторами или редукторами скорости, представляют собой устройства передачи энергии, в которых используется зубчатая передача в закрытом корпусе для передачи энергии, увеличения крутящего момента и снижения скорости от одного устройства к другому.

Редукторы и редукторы состоят из шестерен, расположенных в корпусе, с возможностью присоединения к входному приводу (двигателю или ведущему валу) и выходному компоненту (обычно валу).Конфигурации входных и выходных соединений для редукторов и редукторов включают сплошной вал, полый вал и встроенную муфту.

Шестерни установлены на валах, которые поддерживаются подшипниками качения и вращаются через них. Коробка передач - это механический метод передачи энергии от одного устройства к другому, который используется для увеличения крутящего момента при снижении скорости. Крутящий момент - это сила, возникающая при изгибе или скручивании твердого материала. Этот термин используется как синоним трансмиссии.

Коробка передач, расположенная в точке соединения приводного вала, часто используется для изменения направления под прямым углом, как это наблюдается в роторной косилке или вертолете. Каждый блок изготавливается с определенной целью, а используемое передаточное число рассчитано на обеспечение требуемого уровня силы. Это соотношение является фиксированным и не может быть изменено после создания коробки. Единственная возможная модификация постфактум - это регулировка, которая позволяет увеличить скорость вала вместе с соответствующим уменьшением крутящего момента.

В ситуации, когда требуется несколько скоростей передачи, можно использовать коробку передач с несколькими передачами для увеличения крутящего момента при уменьшении выходной скорости. Эта конструкция обычно используется в автомобильных трансмиссиях. Тот же принцип можно использовать для создания повышающей передачи, которая увеличивает выходную скорость при уменьшении крутящего момента.

Анимация с изображением коробки передач Автор видео: Фарис Аль-Галиб на YouTube

Компоненты

  • Шестерни
  • Подшипники качения (роликоподшипники и / или шариковые подшипники)
  • Валы для соединения шестерен с корпусом, а также для соединения коробки передач или редуктора с приводным устройством и ведомым элементом
  • Корпус или кожух для шестерен, подшипников и валов.
    • Корпус может иметь фланцы для крепления двигателя или к машине или другому узлу. Корпус может иметь монтажные отверстия для крепления редуктора к машине или другому узлу.
    • Он обеспечивает структурную опору для подшипников вала. Это, в свою очередь, помогает при загрузке шестерен.
    • Он передает реакцию механического вращения (крутящий момент) на другую опорную конструкцию коробки передач или элементы привода.
    • Он предотвращает растекание смазки, а также предотвращает попадание нежелательных частиц в редуктор.
    • Это средство безопасности и снижает интенсивность шума.
    • Уменьшает количество тепла, выделяемого из-за внутреннего трения.
    • Повышает визуальные качества коробки передач.

Материалы

  • Материал зубчатых колес - обычно чугун или сталь.
  • Материал вала - обычно сталь.
  • Корпус коробки передач обычно изготавливается из чугуна, стали или алюминия. Корпус может быть отлитым или обработанным.

Покупка коробки передач

Прежде чем покупать коробку передач, самое главное - убедиться в ее требованиях.Лучший выбор коробки передач соответствует требованиям покупателя. Такой успешный выбор может быть достигнут путем согласования требований системы передачи мощности с конкретным диапазоном коробок передач, предлагаемых производителями. Покупателям рекомендуется иметь представление о системе и доступном на рынке оборудовании.

Покупатель может рассмотреть:

Кредит стола: Gears Hub

Типы

Доступны несколько различных типов и комбинаций редукторов и редукторов.

Зубчатые передачи

Коническая шестерня - это шестерня, которая находится в зацеплении с другой конической шестерней таким образом, что валы могут образовывать угол менее 180 °.

Цилиндрические шестерни соединяются с параллельными валами. Эвольвентные зубья косозубых шестерен нарезаны под углом к ​​оси вращения. Если в зубчатом зацеплении редуктора есть две ответные косозубые шестерни, то они должны иметь одинаковый угол наклона винтовой линии, но противоположные стрелки.

Прямозубые шестерни - это прямозубые шестерни с радиальными зубьями, которые передают мощность и движение между параллельными осями.

Планетарные шестерни

имеют две или более малых шестерен, которые установлены либо снаружи, либо внутри большой и большой шестерни. Больших передаточных чисел можно достичь с помощью планетарной передачи. Выходное вращение происходит в том же направлении, что и входное вращение.

Циклоидальные шестерни используются в парной форме и расположены таким образом, чтобы образованный ими угол был равен 180 °. Причина образования 180 ° заключается в обеспечении баланса нагрузки, и эти шестерни приводятся в движение множеством коленчатых валов.Имеется несколько валов для распределения нагрузки и повышения прочности при скручивании.

Червячные передачи - это цилиндрические шестерни со спиральной резьбой, которые приводят в движение сопряженные червячные колеса в системах с высокими редукторами. Они работают по непересекающимся перпендикулярным осям.

Дополнительные договоренности

Гармоническая передача использует вложенную шестерню в круговой шлицевой шлице, причем внутренняя шестерня является гибкой и содержит на два зубца меньше. Каждый поворот внутренней части перемещает гибкую шестерню против часовой стрелки на круглом шлице

.

Гипоидная передача - это прямоугольный непересекающийся привод, использующий ведущую шестерню (напоминающую червяк), смещенную от центра ведомой шестерни.

Центровка валов

При выравнивании параллельно в линию (просто, в линию) входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы могут быть соединены воображаемой осевой линией, проходящей через центр каждого вала под углом 0 °.

При выравнивании с параллельным смещением входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы параллельны. Однако они находятся в коробке передач на разной высоте над горизонтом.

При центрировании под прямым углом входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы перпендикулярны друг другу.Чаще всего это встречается с редукторами с червячной передачей.

Валы с неперпендикулярным углом встречаются редко. При таком выравнивании входной (ведущий) вал и выходной (ведомый) валы не перпендикулярны друг другу, а расположены под углом.

Характеристики

Особенно важно учитывать передаточное число и крутящий момент, необходимые для каждого применения.

Передаточное число обычно задается как X: 1, где X - целое число. Чтобы облегчить нагрузку на нашу поисковую систему, это соотношение вводится как X / 1 или X.Поэтому соотношение 5: 1 вводится как 5. Соотношение 5: 1 означает, что входная мощность двигателя 1750 об / мин преобразуется в 350 об / мин.

Выходной крутящий момент - это мера угловой силы, которая вызывает вращательное движение. Крутящий момент - это реальное значение для выходной спецификации. Выходная мощность в лошадиных силах не имеет большого значения для приложения.

Входная мощность - это номинальная входная мощность редуктора в лошадиных силах, которая представляет собой максимальный размер первичного двигателя, на который редуктор рассчитан.

Превышение максимальной входной скорости может привести к «взбиванию» масла, что отрицательно сказывается на сроке службы редуктора.

Характеристики

Несколько выходных валов могут приводиться в движение одним входным валом. Выходные валы обычно параллельные и рядные. Однако существуют некоторые уникальные конфигурации, которые позволяют приводить смещенные валы с разной скоростью.

Опорный рычаг предотвращает вращение корпуса редуктора при отсутствии базовых опор или фланцев.

Приложения

Редукторы

используются для многих приложений, включая станки, обрабатывающее и другое промышленное оборудование, конвейеры, смесители, экструдеры, ветряные турбины, лебедки, краны, трубопроводы, сельскохозяйственное оборудование и многие другие приложения для передачи мощности вращательного движения, которые требуют изменения требований к крутящему моменту и скорости. .

ресурсов

Wisegeek

Агроинженеры

Изображение кредита:

Бранхам, W.C. Inc. | ATLANTA Drive Systems, Inc. | США Tsubaki Power Transmission, LLC


Прочитать отзывы пользователей о коробках передач и редукторах

О коробках передач

Нажмите здесь, чтобы найти производителей редукторов

Коробки передач, обычно называемые трансмиссиями, представляют собой механические или гидравлические устройства, используемые для передачи мощности от двигателя или двигателя к различным компонентам в одной и той же системе.Обычно они состоят из ряда шестерен и валов, которые могут быть включены и отключены оператором или автоматической системой. Термин «коробка передач» также относится к корпусу, заполненному смазкой, который удерживает систему трансмиссии и защищает ее от различных загрязнений.

Большинство редукторов используются для увеличения крутящего момента и снижения выходной скорости вала двигателя; такие трансмиссии, многие из которых также включают возможность выбора из ряда передач, регулярно встречаются в автомобилях и других транспортных средствах.Шестерни с более низкой скоростью имеют повышенный крутящий момент и, следовательно, способны перемещать определенные объекты из состояния покоя, которые невозможно было бы перемещать при более высоких скоростях и меньших крутящих моментах; это объясняет полезность пониженных передач при буксировке и подъеме. В некоторых случаях шестерни предназначены для обеспечения более высоких скоростей, но меньшего крутящего момента, чем двигатель, что позволяет быстро перемещать легкие компоненты или повышать передачу для определенных транспортных средств. Самые простые трансмиссии просто перенаправляют выходной сигнал двигателя / вала двигателя.

Автомобильные трансмиссии делятся на три основные категории: автоматические, полуавтоматические и ручные. Механические коробки передач, как правило, являются наиболее экономичными, так как при переключении передач расходуется меньше топлива; в этих системах оператор определяет, когда следует переключать передачи, и включает механизм сцепления. Автоматические трансмиссии переключают передачи в зависимости от давления жидкости в коробке передач, и оператор имеет ограниченный контроль над системой. Полуавтоматические трансмиссии теперь находят более широкое применение и позволяют пользователю при необходимости задействовать систему ручного переключения передач, в то время как обычные передачи управляются автоматически.

В редукторах используется широкий спектр типов зубчатых колес, включая червячные, конические и спирально-конические, косозубые и прямозубые. Каждый из этих механизмов разработан для выполнения определенной задачи в коробке передач, от снижения скорости до изменения направления выходного вала. Однако каждая дополнительная передача приводит к потере мощности из-за трения, а эффективность является ключом к правильной конструкции системы.

Анимация в сборе коробки передач:

Преимущества редукторов - и когда выбирать интегрированные мотор-редукторы

Автор:
Джефф Наззаро, менеджер по продукту
Parker Hannifin Corp., Мэйфилд-Хайтс, Огайо,
Под редакцией Элизабет Эйтель, [email protected]
Ресурсы:
Parker Hannifin Corp.
Отсканируйте этот QR-код или перейдите на сайт http://bit.ly/10dNywX для получения дополнительной информации о редукторах и мотор-редукторах.

Только около одной трети систем движения с моторным приводом используют зубчатую передачу, даже несмотря на то, что редукторы подходят для приложений с ограниченными размерами и тех, которые работают со скоростью 1000 об / мин или меньше. Есть множество других преимуществ использования редуктора с серводвигателем.

Увеличение крутящего момента: Редукторы обеспечивают механическое преимущество при установке на выходной вал двигателя. Количество шестерен и количество зубьев на каждой создают механическое преимущество, определяемое передаточным числом. Если двигатель генерирует 100 фунт-дюймов. крутящего момента, установка редуктора 5: 1 создает выходной крутящий момент, приближающийся к 500 фунт-дюйм. в зависимости от КПД редуктора.

Понижение скорости: Редукторы часто называют зубчатыми редукторами, потому что большинство из них увеличивает выходной крутящий момент при уменьшении выходной скорости.Двигатель, работающий со скоростью 1000 об / мин, оснащенный редуктором с передаточным числом 5: 1, выдает 200 об / мин. Это снижение скорости улучшает работу системы, поскольку многие двигатели не работают эффективно на низких оборотах.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2771bf6d5f267ee2811c6" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = "Com Sites Machinedesign Machinedesign com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Machinedesign com Общие файлы Изображения Передача позволяет использовать предварительный просмотр "data-embed-src =" https: // base.imgix.net/files/base/ebm/machinedesign/image/2013/04/machinedesign_com_sites_machinedesign.com_files_uploads_custom_inline_archive_machinedesign.com_common_files_images_Gearing_allows_use.preview.png?files_images_Gearing_allows_use.preview.png? - шлифовальный механизм, который должен работать со скоростью 15 об / мин. На этой скорости зубчатость двигателя делает вращение шлифовального круга непостоянным. Переменное сопротивление шлифуемого камня также делает вращение круга непредсказуемым. Напротив, установка редуктора 100: 1 на двигатель позволяет последнему работать при 1500 об. / мин.Комбинация мотор-редуктор-головка обеспечивает более стабильное выходное усилие и плавное вращение колеса, несмотря на трение и колебания нагрузки.

Согласование момента инерции : За последние 20 лет производители серводвигателей представили легкие материалы, плотные медные обмотки и высокоэнергетические магниты для двигателей, которые создают больший крутящий момент для данного размера корпуса. Хотя эта тенденция и полезна, она увеличила риск инерционного несоответствия между серводвигателями и нагрузками, которые они контролируют.

Если инерция нагрузки значительно превышает инерцию двигателя, это приводит к чрезмерному перерегулированию или увеличению времени установления - и то, и другое снижает производительность производственной линии.С другой стороны, двигатель, слишком большой для применения, имеет высокую начальную стоимость и потребляет больше энергии для ускорения собственной инерции.

Здесь редуктор может помочь согласовать инерцию двигателя с инерцией нагрузки, в результате чего система станет более чувствительной. Двигатель испытывает отраженную инерцию, равную инерции нагрузки, деленной на квадрат передаточного числа редуктора. Приложения для быстрого пуска и останова больше всего выигрывают от согласованной инерции двигателя и нагрузки.

Экономия затрат: Использование редуктора для увеличения крутящего момента, снижения скорости и согласования момента инерции также помогает снизить стоимость системы за счет использования двигателей и приводов меньшего размера.Рассмотрим приложение, требующее 200 фунтов на дюйм. при 300 об / мин. Для управления этой нагрузкой с помощью одного только серводвигателя (с учетом стандартных характеристик производительности) требуется размер рамы 142 мм и привод, обеспечивающий непрерывную подачу тока 30 А. Такая система стоит около 6000 долларов. Напротив, включение редуктора сокращает размер двигателя и рамы редуктора до 90 мм - и, как результат, механическое преимущество позволяет также уменьшить привод. Такая система стоит около 3300 долларов.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2771bf6d5f267ee2811c8" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = »Com Sites Machinedesign Machinedesign com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Machinedesign com Общие файлы Изображения Предварительный просмотр Splitcollar "data-embed-src =" https: // base.imgix.net/files/base/ebm/machinedesign/image/2013/04/machinedesign_com_sites_machinedesign.com_files_uploads_custom_inline_archive_machinedesign.com_common_files_images_splitcollar.preview.png?files_images_splitcollar.preview.png&wto=40 Параметры конфигурации
Если редуктор имеет смысл, инженер должен определить, подходит ли прямое или прямое зубчатое зацепление для занимаемой площади конструкции. Затем нужно выбрать между встроенным мотор-редуктором или более распространенной парой мотор-редуктор.

Рядные редукторы

обычно используются для управления движением, поскольку они имеют более высокий выходной крутящий момент и меньший люфт, чем угловые редукторы. Они также стоят дешевле, чем прямоугольные. Как следует из названия, рядные редукторы имеют выходной вал, расположенный на одной линии (по центру) с валом двигателя.

С другой стороны, угловой редуктор часто используется, когда серводвигатель должен поместиться в ограниченном пространстве. Здесь выходной вал углового редуктора расположен под углом 90 ° к валу ведущего двигателя.Зубчатые передачи, такие как червячные передачи, имеют характерную прямоугольную конструкцию, поскольку ось привода червяка (винт) расположена под углом 90 ° к оси червячной передачи.

Еще одно соображение заключается в том, следует ли использовать отдельный узел редуктора или узел, встроенный в двигатель. В большинстве конструкций движения, включающих зубчатую передачу, используются отдельные узлы. Это позволяет инженерам выбрать лучший двигатель и редуктор для применения, даже если они от разных производителей. Типичные редукторы можно установить практически на любой серводвигатель с помощью фланцев и стандартных винтов.Механизм с разрезным воротником на входной шестерне прикрепляет его к валу двигателя. Эта конфигурация более гибкая, чем встроенный мотор-редуктор. Кроме того, редукторы изнашиваются быстрее, чем двигатели, и когда это происходит, необходимо заменять только редуктор, а не двигатель, что снижает затраты на техническое обслуживание.

Тем не менее, для некоторых применений лучше всего подходит встроенный мотор-редуктор (с редуктором и двигателем в одном корпусе). Общая длина может быть на дюйм или более короче, чем у узла мотор-редуктор.Использование встроенного мотор-редуктора также избавляет от необходимости учитывать рабочие характеристики двух отдельных продуктов. Вместо этого одна кривая скорость-крутящий момент показывает, может ли мотор-редуктор обеспечивать достаточную мощность для приложения. Наконец, встроенные мотор-редукторы упрощают сборку, предотвращая возможные ошибки при установке редуктора на двигатель.

К недостаткам мотор-редуктора

можно отнести необходимость снятия всего узла для обслуживания. Если при первоначальном проектировании допущена ошибка, переход на другой мотор-редуктор обойдется дорого, особенно по сравнению с затратами только на переключение на другую редукторную головку.

Эволюция зубчатой ​​передачи
Новые области применения в последние годы предъявляют новые требования к редукторам и мотор-редукторам. Например, пищевая промышленность теперь требует продуктов, которые выдерживают жесткие стирки и экстремальные температуры. Интегрированные мотор-редукторы здесь превосходны, потому что они устраняют стык мотор-редуктор, в который попадает вода и пища. В отличие от стандартных серводвигателей с квадратными корпусами, корпуса мотор-редукторов с промывкой выполнены цилиндрическими из нержавеющей стали класса 300 и соответствуют требованиям IP69K по устойчивости к высоким температурам и воде под высоким давлением.

Новые области применения также стимулируют использование редукторов с фланцем и мотор-редукторов, которые обеспечивают прямое крепление к вращающемуся выходному валу через ряд резьбовых отверстий. Это устраняет необходимость в гибкой муфте, повышает жесткость на кручение и динамический отклик системы.

S % {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df2771bf6d5f267ee2811ca" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = " Machinedesign Com Sites Machinedesign com Загрузка файлов Пользовательский встроенный архив Machinedesign com Общие файлы Изображения Gearmotor 0 preview "data-embed-src =" https: // base.imgix.net/files/base/ebm/machinedesign/image/2013/04/machinedesign_com_sites_machinedesign.com_files_uploads_custom_inline_archive_machinedesign.com_common_files_images_gearmotor_0.preview.png?files_images_gearmotor_0.preview.png?4ed=40_data_gearmotor_0.preview.png&wto=40_data
Подтипы передач по-разному влияют на приложения.
• Цилиндрические зубчатые колеса компактны, экономичны и могут работать с высокими передаточными числами. Их зубья расположены перпендикулярно поверхности шестерни, поэтому они шумят и подвержены износу.
• Червячные передачи обычно являются более дешевым решением для прямоугольного выхода. Их простота позволяет использовать различные конфигурации, включая выходы с полым валом и с двумя валами. Преимущества: высокая точность, низкий уровень шума и низкие эксплуатационные расходы; К недостаткам можно отнести относительно невысокий КПД и необратимость.
• Планетарная передача включает центральную солнечную шестерню, которая приводит в движение окружающие планетарные шестерни. Планетарные шестерни вращаются внутри зубчатого венца и, в свою очередь, вращают выходной вал редуктора.Преимущества включают компактный размер, высокую эффективность, низкий люфт и высокое отношение крутящего момента к массе; К недостаткам можно отнести сложную и дорогостоящую конструкцию.
• Приводы с гармонической зубчатой ​​передачей содержат генератор волн, гибкий шлейф и круговой стержень. Преимущества включают малый вес, компактную конструкцию, отсутствие люфта, высокие передаточные числа, высокие крутящие моменты и коаксиальный вход и выход. К недостаткам можно отнести более низкую жесткость на кручение и больший механический износ в результате предварительного натяга, вызванного гибкой линией.
• Циклоидальные приводы имеют входной вал, который приводит в движение эксцентриковый подшипник, который затем приводит в движение циклоидальный диск.На выходном валу привода есть ролики, которые проходят через отверстия на поверхности циклоидального диска. Циклоидные редукторы скорости имеют большие передаточные числа и имеют небольшие размеры. К недостаткам можно отнести повышенную вибрацию, вызванную циклоидальным движением, которая может вызвать износ зубьев циклоидального диска.

© 2013 Penton Media, Inc.

Как работает автоматическая коробка передач?

Согласно Майнеке, в большинстве автомобилей используется автоматическая трансмиссия, называемая гидравлической планетарной автоматической трансмиссией, которая также используется в увеличенной версии в некотором промышленном и коммерческом оборудовании и большегрузных транспортных средствах.Фрикционная муфта заменена гидравлической муфтой, и система определяет набор диапазонов передач в зависимости от потребностей автомобиля. Когда вы ставите автомобиль на стоянку, все передачи блокируются, чтобы предотвратить скатывание автомобиля вперед или назад.

Менее распространенным вариантом является автоматическая механическая коробка передач (AMT). Эта модель, которую иногда называют полуавтоматической трансмиссией, объединяет сцепления и шестерни механической трансмиссии с набором исполнительных механизмов, датчиков, процессоров и пневматики. AMT работают как автоматические трансмиссии, обеспечивая при этом преимущества механической коробки передач по доступной цене и экономии топлива.С этим типом трансмиссии водитель может вручную переключать передачи или выбирать автоматическое переключение. В любом случае ему или ей не нужно использовать сцепление, которое приводится в действие гидравлической системой.

История автоматической трансмиссии

General Motors и REO выпустили полуавтоматические трансмиссии для транспортных средств в 1934 году. Эти модели создавали меньше проблем, чем традиционная механическая трансмиссия, но все же требовали использования сцепления для переключения передач. Коробка передач GM была первой в своем роде, в которой использовалась планетарная коробка передач с гидравлическим управлением, позволяющая переключать передачи в зависимости от скорости движения автомобиля.

Планетарная трансмиссия была одним из важнейших достижений на пути к современной автоматической трансмиссии. Хотя GM была первой, кто использовал версию с гидравлическим управлением, эта технология на самом деле восходит к изобретению Уилсона-Пилчера в 1900 году. Это нововведение состояло из четырех передач переднего хода на двух поездах, которые можно было переключать одним рычагом.

Работа автоматической коробки передач

Самый распространенный тип автоматической коробки передач использует гидравлическую энергию для переключения передач.Согласно How Stuff Works, это устройство сочетает в себе преобразователь крутящего момента или гидравлической муфты с зубчатыми передачами, которые обеспечивают желаемый диапазон передач для транспортного средства. Гидротрансформатор соединяет двигатель с трансмиссией и использует жидкость под давлением для передачи мощности на шестерни. Это устройство заменяет ручное фрикционное сцепление и позволяет автомобилю полностью останавливаться без остановки.

Информация от Art of Manliness описывает работу автоматической коробки передач. Когда двигатель передает мощность насосу преобразователя крутящего момента, насос преобразует эту мощность в трансмиссионную жидкость, которая приводит в действие турбину преобразователя крутящего момента.Этот аппарат увеличивает мощность жидкости и передает еще большую мощность обратно на турбину, что создает вихревое вращение, которое вращает турбину и прикрепленный к ней центральный вал. Мощность, создаваемая этим вращением, затем передается от вала к первой планетарной передаче трансмиссии.

Этот тип трансмиссии имеет так называемое гидравлическое управление. Трансмиссионная жидкость нагнетается масляным насосом, который позволяет изменять скорость в зависимости от скорости автомобиля, оборотов шин в минуту и ​​других факторов.Шестеренчатый насос расположен между планетарной передачей и гидротрансформатором, где он вытягивает трансмиссионную жидкость из картера и повышает ее давление. Вход насоса ведет непосредственно к корпусу преобразователя крутящего момента, прикрепленному к гибкой пластине двигателя. Когда двигатель не работает, трансмиссия не имеет давления масла, необходимого для работы, и, следовательно, автомобиль не может быть запущен нажатием кнопки.

Планетарный редуктор - это механическая система, в которой шестерни соединены с помощью набора лент и муфт.Когда водитель переключает передачу, ленты удерживают одну передачу неподвижно, вращая другую, чтобы передавать крутящий момент от двигателя и увеличивать или уменьшать передачи.

Различные шестерни иногда называют солнечной шестерней, кольцевой шестерней и планетарной шестерней. Расположение шестерен определяет, сколько мощности будет передаваться от одной передачи к другой и передаваться на трансмиссию транспортного средства при переключении передач.

Шестерни автоматической трансмиссии

Шестерни автоматической трансмиссии включают следующее:

  • Согласно «Как работает автомобиль», когда вы переключаете свой автомобиль на движение, вы включаете все доступные передаточные числа переднего хода.Это означает, что трансмиссия может переключаться между полным диапазоном передач по мере необходимости. Шестиступенчатые автоматические коробки передач - это наиболее распространенное количество передач, но старые автомобили и компактные автомобили начального уровня могут по-прежнему иметь четыре или пять автоматических передач.
  • Третья передача либо блокирует трансмиссию на третьей передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой, второй и третьей передач. Это обеспечивает мощность и тягу, необходимые для подъема или спуска, а также для буксировки лодки, дома на колесах или прицепа. Когда двигатель достигает заданного уровня оборотов в минуту (об / мин), большинство транспортных средств автоматически переключает третью передачу, чтобы двигатель не повредился.
  • Вторая передача либо блокирует трансмиссию на второй передаче, либо ограничивает ее передаточными числами первой и второй передач. Эта передача идеально подходит для подъемов и спусков на скользкой дороге, а также для езды на льду, снегу и в других ненастных погодных условиях.
  • Первая передача используется, когда вы хотите заблокировать трансмиссию на первой передаче, хотя некоторые автомобили автоматически выключают эту передачу для защиты двигателя при определенных оборотах. Как и вторую и третью передачи, эту передачу лучше всего использовать для буксировки, движения в гору или под гору, а также при движении по скользкой или обледенелой дороге.

    Преимущества автоматической трансмиссии

    Согласно How Stuff Works, самым большим преимуществом автоматической трансмиссии является способность двигаться без сцепления, как это требуется для механической трансмиссии. Лица с различными формами инвалидности могут управлять автомобилем с использованием автоматической коробки передач, поскольку для этого требуются только две пригодные для использования конечности.

    Отсутствие сцепления также устраняет необходимость уделять внимание ручному переключению передач и контролю тахометра, чтобы сделать необходимые переключения, что дает вам больше внимания, чтобы сосредоточиться на задаче вождения.

    Многим водителям легче управлять автоматической коробкой передач на низких скоростях, чем механической коробкой передач. Гидравлическая автоматическая трансмиссия создает явление, называемое проскальзыванием на холостом ходу, которое заставляет автомобиль двигаться вперед даже на холостом ходу.

    Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.com . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону research @ caranddriver.ком .

    Источники:

    https://www.meineke.com/blog/how-an-automatic-transmission-works/

    https://auto.howstuffworks.com/automatic-transmission.htm

    https: //www.howacarworks.com/basics/how-automatic-gearboxes-work

    Gearhead 101: Understanding Automatic Transmission

    https://auto.howstuffworks.com /automatic-transmission12.htm

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Объяснение скорости двигателя

    : когда использовать коробку передач

    Если вы пропустили первую часть этой серии статей, возможно, вам стоит взглянуть на нее, прежде чем двигаться дальше. Мы обсудили различия в скорости вращения двигателей переменного и постоянного тока и способы изменения скорости. В этой статье мы обсудим коробки передач и то, как они могут помочь резко изменить скорость, когда предыдущих вариантов недостаточно.

    Что такое коробка передач?

    Коробка передач, также известная как зубчатый редуктор или редуктор скорости, представляет собой набор зубчатых колес, которые могут быть добавлены к двигателю для резкого снижения скорости и / или увеличения крутящего момента. Groschopp предлагает четыре различных типа редукторов: планетарный, с параллельным валом, прямоугольный червячный и прямоугольный планетарный (конический). Редукторы каждого типа работают в унисон с двигателем для достижения желаемой выходной скорости и крутящего момента.

    Коробки передач и скорость

    Для приложений только с двигателем: чем ниже скорость двигателя, тем больше должен быть двигатель.Большие двигатели могут быть дорогими и не умещаться в допустимом пространстве приложения. Использование коробки передач с двигателем меньшего размера позволяет устройству работать на более низких скоростях.

    Чтобы понять важность использования коробки передач для снижения скорости двигателя, рассмотрим этот сценарий. У вас есть кондитерский конвейер, который добавляет вишневую начинку по мере прохождения выпечки. Поскольку это довольно небольшая нагрузка, вам может понадобиться , а не , чтобы конвейер работал со скоростью 5000 об / мин. Если бы это было так, везде была бы выпечка и вишневая начинка!

    Коробки передач и крутящий момент

    Крутящий момент прямо пропорционален объему двигателя (квадрат диаметра, умноженный на длину).Это означает, что очень большой двигатель и относительно маленькая коробка передач могут обеспечить одинаковый выходной крутящий момент.

    Давайте еще раз посмотрим на наш пример конвейерного приложения. Допустим, ваш клиент перегружает двигатель конвейера крутящим моментом. Если у вас есть автономный двигатель, ему может не хватить крутящего момента для перемещения 50 тяжелых бутылок. Вам понадобится дополнительный крутящий момент, обеспечиваемый коробкой передач.

    Выходной крутящий момент двигателей по сравнению с мотор-редукторами

    Давайте посмотрим на эти концепции с другой стороны.На приведенной ниже таблице показано, что обычно вы получаете менее 5 фунт-дюймов крутящего момента при каждом увеличении размера двигателя. Чтобы значительно увеличить крутящий момент, коробка передач была бы меньшим по размеру и, вероятно, более экономичным решением.

    Двигатель Напряжение Скорость Крутящий момент
    PM6013 12v 915 об / мин 1,54 дюйм-фунт
    PM8014 12v 934 об / мин 4.75 дюймов на фунт
    PM8018 12v 982 об / мин 6,8 дюйм-фунт

    Давайте погрузимся глубже и выделим средний размер - двигатель постоянного тока PM8014 12 В, работающий при 934 об / мин и крутящий момент 4,75 фунт-дюйма.

    Двигатель Напряжение Скорость Крутящий момент
    PM6013 12v 915 об / мин 1.54 дюйм-фунт
    PM8014 12v 934 об / мин 4,75 дюйм-фунт
    PM8018 12v 982 об / мин 6,8 дюйм-фунт

    При небольшой нагрузке этот двигатель будет работать эффективно и на высокой скорости; если он перегружен, двигатель будет бороться за то, чтобы иметь достаточный крутящий момент для перемещения нагрузки. Это может повредить двигатель. Если к двигателю добавить редуктор с параллельными валами с передаточным числом 10: 1, скорость снизится с 934 об / мин до 93 об / мин, а крутящий момент увеличится до 36 фунт-дюймов.Это гораздо больший скачок крутящего момента без значительного увеличения размера двигателя.

    На этой диаграмме показано, как добавление коробки передач может повлиять на скорость и крутящий момент.

    Двигатель Напряжение Скорость Крутящий момент
    12 В PM8014 Без коробки передач 934 об / мин 4,75 дюйм-фунт
    12 В PM8014-PS 10: 1 93.4 об / мин 40,45 дюйм-фунт
    12 В PM8014-PS 15: 1 62,3 об / мин 59,81 дюйм-фунт

    Когда вы начнете искать двигатель или мотор-редуктор, который лучше всего подходит для вашего применения, важно подумать, какой фактор более важен: скорость или крутящий момент. Если требуются высокая скорость и низкий крутящий момент (или наоборот), мотор-редуктор с дробной мощностью может быть для вас хорошим решением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *